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Pictures of the FutureRevista de investigación e innovación | Otoño de 2011

Calidad de Vida en las Ciudades / Cómo las Máquinas Aprenden / Uso Eficiente de los Recursos

Pictures of the Future / Otoño de 2011

© 2011 de Siemens AG. Todos los derechos reservados.Siemens Aktiengesellschaft

Número de pedido: A19100-F-P174-X-7600

ISSN 1618-5498

Editor: Siemens AGCorporate Communications (CC) y Corporate Technology (CT)Wittelsbacherplatz 2, 80333 Múnich, AlemaniaPara el editor: Dr. Ulrich Eberl (CC), Arthur F. Pease (CT)ulrich.eberl@siemens.com (Tel. +49 89 636 33246)arthur.pease@siemens.com (Tel.+49 89 636 48824)

Oficina Editorial:Dr. Ulrich Eberl (Editor en jefe)Arthur F. Pease (Editor Ejecutivo, Edición en Inglés)Florian Martini (Editor Administrativo)Sebastian WebelDr. Andreas Kleinschmidt

Autores Adicionales en esta Edición: Bernhard Bartsch, Dr. Fenna Bleyl,Dr. Hubertus Breuer, Christian Buck, Hülya Dagli, Nils Ehrenberg,Nicole Elflein, Urs Fitze, Dr. Rolf Froböse, Andrea Hoferichter,Ute Kehse, Klaudia Kunze, Michael Lang, Bernd Müller, Katrin Nikolaus,Gitta Rohling, Evelyn Runge, Tim Schröder, Karen Stelzner,Hans Schürmann, Dr. Sylvia Trage, Silke Weber, Nikola Wohllaib

Edición de Imágenes: Judith Egelhof, Irene Kern, Doreen Thomas, StephanieRahn, Manfred Viglahn, Publicis Publishing, MúnichFotografía: Kurt Bauer, Achim Bieniek, Thomas Ernsting, André Francois,Jan Greune, Dietmar Gust, Volker Steger, Christian Tille, Jürgen Winzeck Internet (www.siemens.com/pof): Volkmar DimpflInformación Histórica: Dr. Frank Wittendorfer, Siemens Corporate ArchivesBase de Datos de Direcciones: Susan Grünbaum-Süß, Publicis ErlangenDiseño Gráfico/ Litografía: Rigobert Ratschke, Seufferle Mediendesign, StuttgartIlustraciones: Wolfram Gothe, Martin PeschkesGráficas: Jochen Haller, Seufferle Mediendesign, StuttgartTraducciones Alemán - Inglés: TransForm GmbH, ColoniaTraducciones Inglés - Alemán: Karin Hofmann, Publicis Múnich Impresión: Stark Brillant GmbH, Bogenoffset, Im Altgefäll 9, 75181 Pforzheim

Créditos de las Fotos: OSRAM GmbH (5 b.r.), Paul Bigland Photography (16 b.l.),TfL / John Sturrock (16 b.r.), SWM (29 l.), Fraunhofer-Institut fürArbeitswirtschaft und Organisation (29 r.), laif / Martin Roemers (30-31),Lineair / Ron Giling (30 b.), laif / Johann Rousselot (33 t.), action press /Rex Features (33 r.), UN-HABITAT / Julius Mwelu (35), Swisscontact (36),Frank Schultze / Siemens Stiftung (37), Hochkant Film GmbH & Co. KG(37 b.l.), SkyJuice Foundation (38), Miguel Plá (41), Reuters / RicardoMoraes (44 b., 47 b.m., b.r.) Gustavo Magnusson / Expedicionários daSaúde (45 u. 1.l., 2.r.), Picasa (46), Corbis (55 t.), Prisma (55 2.t., 56 l.),F1 online (55 3.t., 4.t., 63 r.), Imago (55 1.b., 2.b.), bluemagenta (56 r.),MPI (62), Axel Griesch / MPI für biologische Kybernetik (63 l.), Kent Dayton(68), Allgäuer Überlandwerke (71 m., 71 r.), getty-images (78 t., 78 b.,105 m., 108 b.), picture alliance / dpa (78 m., 105 l.), Steve Goldfinger (84),JCC-Diagnostico por Imagem / Viana do Castelo, Portugal (87 t.l.),General Hospital Vancouver (87 b.l.), BSH Bosch und Siemens HausgeräteGmbH (90-91, 112-113), Red Bull (95 r.), Schmolz + Bickenbach / NicoleZimmermann (99 r.), FAPESP (106), Unimonte (107), ddp images /AP (108 t.), Leonardo Borba (111).

Todas las demás imágenes: Copyright Siemens AG

Pictures of the Future, Biograph mCT, syngo, etc. son marcas protegidas deSiemens AG o de compañías asociadas. Otros nombres de productos y de com-pañías mencionados en esta revista pueden ser marcas comerciales registradas desus respectivas compañías. No todos los productos para la salud mencionados enesta edición se encuentran comercialmente disponibles en los EE.UU. Algunos sondispositivos investigacionales o en desarrollo y deberán ser aprobados o revisadospor la FDA y su disponibilidad futura en los EE.UU. no se puede garantizar.

El contenido editorial de los informes de esta publicación no refleja necesaria-mente la opinión del editor. Esta revista contiene declaraciones futuristas, cuyaexactitud Siemens no puede garantizar de ninguna manera.

Pictures of the Future aparece dos veces al año.Impresa en Alemania. La reproducción de los artículos en todo o en parte requieredel permiso de la oficina editorial. Esto aplica también para el almacenamiento enbases de datos electrónicas y en la Internet.

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Calidad de Vidaen las Ciudades

AprendizajeMecánico

Uso Eficiente de los Recursos

Haciendo más habitables las áreas urbanas

Abriendo la puerta a la inteligencia

Desacoplando el uso de materiasprimas del crecimiento económico

Solucionespara el Mundodel Mañana

2 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Editorial

Las ciudades son como imanes. Ellas ejercen unaatracción poderosa sobre las personas. Más de

la mitad de las personas de nuestro planeta vivenahora en áreas urbanas. Según los cálculos de Na-ciones Unidas, los centros urbanos del mundo cre-cerán en tres billones de habitantes adicionales parael 2050 – y este aumento tendrá lugar, casi exclusi-vamente, en los países en desarrollo y las economíasemergentes de hoy. Es más, casi la mitad de la pro-ducción económica total del mundo se está gene-rando ahora en las 600 ciudades más grandes, yesta tendencia está cobrando impulso.

El Dr. Roland Busch es el CEO del nuevo Sector

Infraestructura & Ciudades de Siemens, el cual

se creó el 1º de octubre de 2011. Es también

miembro del Directorio de Siemens AG.

manda y el uso de la energía –en otras palabras, amanejar la cadena que va desde la generación deenergía hasta la distribución y el consumo, de unamanera económica y sostenible (pp. 15, 96, 104).Las enormes diferencias entre las posiciones de

partida y los requerimientos de las ciudades son re-veladas por los resultados de los Índices de CiudadesEcológicas, que fueron compiladas en nombre deSiemens por la Unidad de Inteligencia del Economist(p. 8) y por la comparación de ciudades como Yakar-ta (p. 30) y Londres (p. 15). En Yakarta, el enfoqueprincipal está en mejorar las condiciones de vida de

Portada: las ciudades del mañana secaracterizarán por mayores densidadesde población, aumento del uso deltransporte público y por sistemas detransporte integrados – incluidos loscarros eléctricos. Ahora muchasciudades están invirtiendo en redes deestaciones de recarga (páginas 15 y 22).

De cara a ello, el crecimiento de las regiones ur-banas es positivo. Estas reúnen a la gente. Ellas ayu-dan a estimular la creatividad y el espíritu empresa-rial. Atraen a la gente al ofrecerles trabajo,educación y atención en salud. En los países en de-sarrollo y en las economías emergentes en particu-lar, vivir en la ciudad le promete a la gente un au-mento considerable de oportunidades y del ingresoen comparación con vivir en el campo. Sin embar-go, no resulta inusual para los habitantes de las ciu-dades obtener estas ventajas al costo de compromi-sos considerables, en términos de la calidad de vida. Tráfico pesado, condiciones de hacinamiento,

contaminación y ruido son los problemas que en-frentan los habitantes de las ciudades de todo elmundo. Además, en muchos lugares las redes detransporte local eficientes y el agua potable sonproductos escasos. Como resultado, hacer de lasciudades lugares donde la gente pueda disfrutarde una alta calidad de vida es uno de los mayoresretos del siglo XXI. Este desafío está siendo acep-tado por los tomadores de decisiones políticas,por los planeadores y por compañías como Sie-mens. Esa es la razón por la que creamos un nue-vo sector de la compañía en el cual estamos com-binando partes claves de nuestro portafolio, conel fin de ofrecer soluciones de infraestructura sos-tenibles e integrales para nuestros clientes urba-nos, de manera aún más consistente. Lo estamos haciendo porque todas las ciuda-

des tienen una cosa en común: para poder crecerde manera sostenible necesitan más que simple-mente trenes, transporte público local, sistemasde control de tráfico y estaciones de recarga paralos vehículos eléctricos. Ellas necesitan conceptosde movilidad (p. 22) que integren todos estos ele-mentos de manera eficiente. Un ejemplo de esteconcepto se describe en la sección "Calidad deVida en las Ciudades" (pp. 10-43) de esta ediciónde la Revista Pictures of the Future.Un método similar deberá utilizarse con relación

a los suministros de energía. Las ciudades y regionesen auge necesitan más que simplemente estacionesde energía, líneas de energía y subestaciones. En elfuturo éstas requerirán también de redes inteligen-tes, las cuales les ayudarán a coordinar mejor la de-

Cómo Podemos Mejorar la Vida en las Ciudadesmuchos de sus habitantes, al igual que en medidasde infraestructura básica, como ofrecer suministrode agua, manejo de los desechos y construir el pri-mer sistema de metro de la ciudad. En contraste, en Londres hay una urgente nece-

sidad de modernizar el Subterráneo, el cual tienemás de 150 años, y de ampliar el transporte públicolocal con el fin de enfrentar el creciente número depasajeros. Aquí, la tecnología de Siemens está ayu-dando a manejar estas presiones sobre la infraes-tructura de la ciudad. Los buses híbridos y los vehí-culos eléctricos están mejorando la calidad del aireen la capital británica. Parte de la energía de la ciu-dad proviene ahora de granjas eólicas en las afuerasde la costa sudeste de Inglaterra, donde es generadapor turbinas de Siemens.Desde luego, el uso moderado de los recursos es

un aspecto importante en general, no sólo en lasciudades. El rápido desarrollo económico en paísescomo China (p. 40), India (p. 33) y Brasil (p. 104) haconducido a aumentos enormes del uso de recursosy de energía. La principal tendencia en las econo-mías emergentes es el aumento del número de per-sonas que ingresan a la clase media, donde generannuevas demandas por comodidad, de productospara los consumidores y movilidad. En consecuencia, el crecimiento sostenible está

a la orden del día. Algunas soluciones en esta áreason evaluadas en la sección "Uso Eficiente de losRecursos" (pp. 76-113) de esta revista. Estas solu-ciones incluyen hacer más eficiente el sistema desuministro de energía (p. 96), encontrar alternati-vas para las materias primas escasas (p. 100), opti-mizar los procesos de reciclaje (p. 88) y tener encuenta la protección del medio ambiente, tanpronto como se dé el proceso de diseño. Entre losproductos involucrados se encuentran los lavapla-tos (p. 90), las tomografías computarizadas (p. 86)y los hornos de fundición (p. 81).Conseguir un crecimiento que conserve los re-

cursos y mejore la calidad de vida en las ciudadesson, sin duda, dos de los más grandes retos del si-glo XXI. Siemens está empeñado en responder aestos dos problemas existenciales con el fin degarantizar que nuestro mundo siga siendo un lu-gar atractivo para vivir.

Pictures of the Future | Otoño 2011 3

Uso Eficiente de los Recursos

Aprendizaje Mecánico

Calidad de Vida en las Ciudades

Secciones

110 Escenario 2040Un Mundo Aparte

112 TendenciasConstruyendo una Vida Mejor

115 LondresMejor que los Palos de Escoba

118 Las Nuevas Oficinas de SiemensLa Obra Maestra Toma Forma

120 Conceptos de VehículosConstruir Su Propio Tren

121 Tráfico en Tel AvivVía Rápida para el Establecimiento de Precios Dinámicos

122 Movilidad Conectada en RedFlexibilidad en Movimiento

124 Proyecto SmartSeniorSoluciones Inteligentes

128 ComunicacionesSin Ataduras pero En Línea

130 YakartaViviendo en el "Gran Durian" de Asia

133 Desarrollo Urbano en la IndiaInfraestructuras para Todos

134 Entrevista con el Dr. Joan ClosDirector del Programa de Asentamientos Humanos de UN (HABITAT) sobre por quélas ciudades se están convirtiendo en una fuerza positiva de cambio

136 Reciclaje de Basuras en BoliviaDe Basura a Dinero en Efectivo

137 Quiosco de Agua SeguroSolución Móvil para un Mundo con Sed1

138 Datos y PronósticosLos Desequilibrios Económicos Están Creciendo en las Ciudades de Todo el Mundo

140 Contratación de Energía en ChinaFórmula Ganadora

141 Entrevista con Pablo VaggioneEl experto en desarrollo urbano sostenible explica cómo las ciudades pueden lograr más consumiendo menos

142 Emiratos Árabes UnidosUn Oasis para la Atención de Primera Clase

148 Escenario 2035Profeta Invisible

151 TendenciasProsperando en Medio de la Complejidad

152 Redes Neurales La Ciencia de la Predicción

154 Cómo Aprenden las Redes NeuralesDesde los Sistemas Biológicos hasta las Máquinas, el Aprendizaje es la Clave

157 Aplicaciones MédicasCuerpo de Conocimiento

161 Datos y PronósticosUn Universo de Aplicaciones para los Sistemas de Aprendizaje1

162 Entrevista con el Prof. Bernhard SchölkopfEl Director del Nuevo Instituto Max Planckde Sistemas Inteligentes, explica por qué los sistemas de aprendizaje se nutren de la información

164 Aplicaciones de SeguridadInspectores Voladores

167 Reconocimiento Óptico de CaracteresLe Leemos Fuerte y Claro

168 Entrevista con el Prof. Tomaso Poggio El alto investigador del MIT ve el aprendizaje como la puerta a la inteligencia

170 Aplicaciones IndustrialesOptimización en el Trabajo

176 Escenario 2035Menos es Más

178 TendenciasLos Límites del Crecimiento

181 Análisis Medioambientales¿Cuándo lo Ecológico es Realmente Ecológico?

182 Datos y PronósticosDesacoplando el Consumo de Materias Primas del Crecimiento Económico

184 Entrevista: Dr. Mathis WackernagelPor qué Estamos Destruyendo la Riqueza

186 Desarrollo SostenibleEl Punto de Referencia de la Eficiencia

188 Reciclaje de TrenesVía Rápida a la Segunda Vida

190 ElectrodomésticosCampeones en Ahorro de Energía

192 Hoja de DiseñoEspadas de Viento: Peleando por una Vida Más Larga

192 Bombas de CalorAprovechando la Tierra

194 Producción VirtualCarrera hacia el Mundo Real

196 Turbinas de Gas de Ciclo CombinadoPlantas de Energía que Establecen Récords

198 Manejo de la Cadena de Suministro1 Apoyo a Proveedores 100 Materias Primas

Alternativas al Crear102 Tratamiento del Agua

Planta de Tratamiento en el Patio104 Innovación en Brasil

Azúcar, Petróleo y Mentes Inventivas 106 Entrevista: Brito Cruz y Ozires Silva

Investigación y Desarrollo en Brasil108 Producción de Petróleo y Gas

El Llamado de las Profundidades111 Entrevista con Carlos Tadeu da Costa

Fraga, Petrobras Explotando los Pozos de la Innovación

112 Aceite Vegetal en IndonesiaCocinando la Revolución

184 Tomas Cortas Noticias de los Laboratorios de Siemens

186 Tráfico FerroviarioEn Contacto con el Transporte Público

187 AviaciónElectricidad en el Aire

188 Índices de Ciudades Ecológicas de Norteamérica Y las Ganadoras Son…

189 Índice de Ciudades Ecológicas de AlemaniaCiudades Medioambientalmente Amigables

144 Cuidado de la Salud en un Bosque Tropical Clínica bajo las Palmas

174 Reconocimiento de Gestos en la Sala de OperacionesEn Buenas Manos

114 Retroalimentación 115 Preliminares

Pictures of the Future | Contenido

La turbina de Siemens sin engranajes de 6 MV pesa casi lo mismo que una unidad de 3 MV con engranaje.

La SWT-6.0-120 es el tercer modelo de turbina eólica de Siemens que funciona sinengranaje. En vez de ello, la unidad está equipada con un innovador sistema de

conducción directo. Se realizan amplias pruebas en el prototipo instalado fuera de lacosta danesa. La producción a gran escala de la unidad, que es particularmente liviana,está programada para que se inicie en el 2014. Hasta ahora, las turbinas eólicas de altaproducción han tendido a ser desproporcionadamente más pesadas que los sistemascon un índice de producción más bajo. La SWT-6.0-120, en contraste, pesa sólo lo queuna turbina eólica convencional de la clase de 2-3 megavatios (MV). Además, el uso detécnicas de construcción muy robustas ha reducido los costos asociados a la turbina,las torres y las bases. Esto a su vez reducirá aún más el precio de la energía generadapor las turbinas eólicas costa afuera. Por una parte, el ingenioso pero sencillo diseño hareducido sustancialmente el número de partes rotativas del sistema. Esto, a su vez, mi-nimiza el riesgo del tiempo de inactividad, mientras que los métodos de diagnósticomejorados aumentan la confiabilidad del sistema y por lo tanto su disponibilidad. Lasinstalaciones de energía eólica costa afuera necesitan soportar los fuertes vientos y elclima severo que se han encontrado en el mar por cerca de 20 años. El mantenimientoasociado deberá sostenerse en el mínimo absoluto, porque reparar una planta de ener-gía eólica en el mar abierto cuesta casi 10 veces más que lo que cuesta la reparación deuna instalación en tierra. Hasta la fecha, Siemens ha instalado más de 700 turbinas eó-licas en aguas europeas, con una producción combinada de 1.900 megavatios.

Turbina Sin Engranajes Reduce los Costos

Un proyecto piloto que está siendo realiza-do por Siemens y E.ON ha demostrado

que la separación del CO2 se puede realizar enlas plantas de energía tal como se esperaba.Más del 90% del CO2 de los gases de combus-tión en la planta de energía a base de carbónStaudinger cerca de Hanau, Alemania, fue se-parado en los proyectos de demostración.Esta hazaña se logró utilizando un detergentemedioambientalmente amigable elaborado abase de la sal disuelta de un aminoácido. Eldetergente es capaz de unirse al CO2 y luegoliberarlo más tarde. La prueba en la instala-ción piloto, que había estado en operacióndesde el 2009, reveló también que la técnicainnovadora reduce la eficiencia de la plantade energía en sólo el 6% –mucho menos de loesperado. El sistema de separación, que sepuede adaptar también a las estaciones deenergía existentes, será sometido a evalua-ción en un proyecto incluso más grande enlos EE.UU. a finales de 2012.

Adiós CO2

Instalación piloto de separación del dióxido de

carbono cerca de Hanau.

Pictures of the Future | Tomas Cortas

4 Pictures of the Future | Otoño 2011

El rascacielos Taipei 101 ha reducido los costos de energía en

$700.000 por año.

Pictures of the Future | Otoño 2011 5

Siemens está construyendo estaciones convertidoras de energía para unsistema de transmisión de corriente directa de alto voltaje (HVDC) con

una capacidad récord de 2.000 megavatios (MV). Iniciando en el 2013, lanueva tecnología HVDC Plus transmitirá 2.000 MV como corriente directa auna distancia de 65 kilómetros bajo tierra. El sistema, que fue financiado enparte por la Unión Europea, conectará las redes francesa y española. En elmomento, las redes de los dos países están conectadas sólo por líneas debaja capacidad. Las redes de energía tendrán que ser sustancialmente ac-tualizadas en toda Europa si se pretende utilizar más energía renovable enel futuro. Si se van a transmitir grandes cantidades de energía en distanciaslargas bajo el agua o bajo tierra en vez de líneas aéreas, la corriente alternano es la ideal. Esto se debe a que las capacitancias de los cables ocasionarí-an fases de carga y de descarga de alta pérdida. En contraste, en el sistemaHVDC, las pérdidas por transmisión son 30-40% más bajas en comparacióncon una línea de corriente alterna trifásica. La tecnología de Siemens per-mitirá que dos cables transmitan 1.000 MV de energía; cada uno de aproxi-madamente 320 kilovoltios, que es el voltaje máximo que los cables de hoypueden soportar. En comparación con sus predecesores, las estacionesconvertidoras de energía HVDC Plus tienen mucho que ofrecer. Aparte deser más flexibles y robustas, son también menos susceptibles a las averías.

Conexión Francesa

Siemens y la empresa de energía Allgäuer Überlandwerk(AÜW) en Kempten, Alemania, están evaluando una red

inteligente en cooperación con la RWTH Aachen University yla Universidad de Kempten de Ciencias Aplicadas. El proyectoconjunto "Integración de Energía Renovable y Movilidad Eléc-trica" (Irene), que está programado para una operación de dosaños, está siendo financiado por el Ministerio de Economía yTecnología de Alemania. El objetivo del proyecto es integrar yoperar de manera inteligente las numerosas unidades fotovol-taicas, turbinas eólicas e instalaciones de biogás que la AÜWha conectado a la red. El sistema de automatización de ener-gía auto-organizable de Siemens hará esto posible. Gracias alsoftware recientemente desarrollado por la compañía, seráposible mejorar la planeación y la coordinación de la distribu-ción de energía y así operar la red de manera más eficiente(véase la p. 70). Como parte del proyecto, se establecerá unainfraestructura de recarga para los vehículos eléctricos, la cualserá capaz de utilizar la electricidad producida de una maneramedioambientalmente amigable –por ejemplo, de las unida-des fotovoltaicas. Los vehículos se podrán utilizar como unida-des de almacenamiento de electricidad en el futuro. Por ejem-plo, como componentes de la red inteligente, éstosalmacenarán la electricidad extra y sucesivamente la devolve-rán a la red durante los periodos de demanda pico. Las com-pañías participantes ven el proyecto como una situación deganar o ganar. Los consumidores ahorrarán dinero a través delcambio de hábito de consumo de energía y los proveedoresde energía tendrán la capacidad de comercializar su electrici-dad de una manera más eficiente.

Al rascacielos Taipéi 101 le ha sido entregada la certi-ficación Platino de "Liderazgo en Diseño Energético

y Medioambiental (LEED). Siendo el edificio ecológicomás alto del mundo, la torre utiliza 30% menos energíaque las estructuras convencionales. Los sistemas de ilu-minación y de aire acondicionado son automáticamen-te apagados en las salas y oficinas desocupadas, mien-tras que el hielo, que es producido utilizandoelectricidad barata en la noche, ayuda a enfriar el edifi-cio durante el día. Gracias a estas y a otras medidas, eledificio ha reducido sus emisiones de CO2 en aproxima-damente 3.000 toneladas métricas por año. Siemensdesempeñó un papel importante en esta historia deéxito al servir como asesor del LEED. La compañía insta-ló soluciones de manejo de edificios, seguridad e ilumi-nación en el Taipéi 101 en el 2004.

Osram y 2DO-Design han desarrollado una lámpara que combina diodos de emi-sión de luz (LED) orgánicos (OLED) y convencionales. La "Airabesc" consta de 11

paneles de OLEDs rectangulares con pequeños LEDs montados entre sí. Los panelesde OLEDs multicapas, que son cien veces más delgados que un cabello humano, es-tán hechos de capas de material orgánico que es depositado por vapor sobre vidrio.Los OLEDs son excepcionales porque irradian luz a través de toda su superficie.

Energía de Ganar o Ganar

Resultados Imponentes Combinación Brillante

Pérdidas bajas: transformador de 800- kV para transmisión HVDC aérea en China.

Siemens está evaluando un software para una red eléctrica auto-

organizable

La lámpara Airabesc combina LEDs y OLEDs.

6 Pictures of the Future | Otoño 2011

Hora pico un lunes por la mañana. El Centro deBerlín está atascado de tráfico, y el centro de

control de tráfico de la ciudad está en su mayor ac-tividad. Los directores de la estación, las autorida-des de transporte público, los programadores dehorarios y planeadores de ruta, tienen sus manosocupadas tratando de hacer fluir el tráfico. Su aten-ción está centrada en la gran pantalla de visualiza-ción tipo mesa en la mitad del centro de controldonde ellos pueden monitorear la información enuna pantalla sensible al tacto. La información pre-senta la perspectiva actualizada de la situación enlas calles y ferrovías. Los trabajadores controlan losintervalos entre los trenes u optimizan la duraciónde los viajes y los tiempos de permanencia por me-dio de golpes y movimientos con los dedos. Ellosenvían trenes extras y acuerdan redirigir otros. Lapantalla reconoce hasta 32 comandos digitales si-multáneos. Los operadores pueden utilizar estoscomandos para ampliar secciones de la red ferro-viaria, bloquear algunas rutas o enlazar informa-ción, todo en un abrir y cerrar de ojos. "Esta esnuestra visión de la nueva generación de tecnolo-gía de control de tráfico para los requerimientos demovilidad del futuro", dice Kim-Markus Rosenthal,el diseñador de la interfaz de usuario de Automati-zación Ferroviaria de Siemens.

La tecnología se encuentra aún en su infancia.En el 2010, desarrolladores de Automatización Fe-rroviaria de Siemens en Braunschweig, Alemaniapresentaron un prototipo de estación de controlamigable con el usuario en la feria de tecnologíade transporte InnoTrans en Berlín. Siemens estádesarrollando ahora esta nueva generación de

tecnología de control para los ferrocarriles, unaparte importante de la cual es una mesa interacti-va que puede presentar la visión general de todala red de transporte. El sistema combina funciona-lidades como programación y planeación de repa-raciones y mantenimiento.

"Con este prototipo de tecnología futurista,queremos demostrar cómo se puede optimizar lacooperación entre los procesos cada vez máscomplejos que se dan en los centros de control deoperaciones", dice Gerd Tasler, gerente de produc-to de sistemas de control de operaciones. En elmomento, cada grupo independiente –operado-res de trenes locales, planeadores de rutas y unio-nes y personal de mantenimiento– utilizan la tec-nología de control individualmente para suspropias tareas. Pero para garantizar la movilidaden los años venideros, será importante coordinarlos procesos de buses, metros y sistemas de trenesligeros, ayudando así a reducir los tiempos detransferencia, y a eliminar las interrupciones demanera rápida y segura (p. 22).

En este preciso momento, la comparación rá-pida de los tiempos de partida y de espera es casiimposible. Independientemente de si se trata debuses o trenes, cada red tiene un sistema de con-trol independiente y sus propios centros de mane-jo del tráfico. Y los empleados de estos centrossólo tienen una visión general de la actividad desu propia área. "El objetivo es poner la informa-ción sobre la situación actual del tráfico a disposi-ción de todos los participantes al mismo tiempo",dice Rosenthal. Los planeadores quieren tambiénreducir la influencia de las jerarquías sobre la infor-mación. Aunque las estructuras organizacionalesaseguran responsabilidades claras, éstas puedendificultar las respuestas rápidas a eventos impre-vistos. Si una avería interrumpe el servicio en cier-ta ruta, hay con frecuencia demoras prolongadas."El nuevo sistema deberá reducir estas demoras,porque en el futuro le dará a la gente encargadauna clara visión de los criterios de toma de decisio-nes de los demás", dice Rosenthal.

Todo en un Solo Sitio. La pieza central del nuevosistema es un software que fusiona la informaciónde la estación de trabajo en el centro de controlcon una interfaz de usuario uniforme. Esto estábasado en la tecnología de control que combinalas funciones de manejo claves como la progra-mación y el manejo de conflictos. Como antes, elpersonal realiza sus propias tareas primarias yprincipales, pero los tomadores de decisiones pue-den acceder a todo el sistema de transporte a tra-vés de una pantalla multicontacto enorme. Lasdecisiones se pueden tomar rápidamente y cola-borativamente. "La tecnología hace posible inte-grar funciones de automatización adicionales queasumen algunos de los trabajos de rutina que deotra forma el personal tendría que realizar", diceTasler. Por ejemplo, el control avanzado automáti-co podría optimizar los periodos de viaje, los tiem-pos de permanencia y los intervalos entre los tre-nes, y podría rápida y efectivamente compensarlas desviaciones de la programación. En estos ca-sos un computador determina el avance y ordenalos trenes en la vía.

"Se necesitó de un equipo interdisciplinariopara resolver esta compleja tarea", dice Rosenthal."Nosotros aplicamos nuestro conocimiento de latecnología ferroviaria y el Centro Aeroespacial Ale-mán aportó su experiencia en la ergonomía delsoftware. El Instituto de Diseño del Transporteasesoró en materia de hardware, y Studio B12aportó ideas creativas para diseñar los elementosinteractivos y la interfaz gráfica del usuario". Aho-ra se está optimizando aún más el sistema. Utili-zando la mesa multicontacto, por ejemplo, losprocesos de trabajo se están analizando detallada-mente en discusiones con los clientes. "Espera-mos aplicar los resultados al desarrollo de aplica-ciones adicionales de la tecnología de control",dice Rosenthal. Hay planes de desarrollar interfa-ces con los sistemas de control de otros medios detransporte. El sistema se evaluará entonces en elcampo con los clientes seleccionados.

Hans Schürmann

Pictures of the Future | Tráfico Ferroviario

Una tecnología de manejo de trenes futurista podría ayudar a optimizar los desplazamientos de los trenes. Especialistas están examinando cómo se podría utilizar la tecnología para combinar lainformación de todos los sistemas de transporte público.

En Contacto con el Transporte Público

Siemens está desarrollando una nueva

generación de tecnología de control para los

sistemas ferroviarios. Una mesa multitáctil podría

ayudar a optimizar los sistemas de transporte

(izquierda: Estación Central de Hamburgo).

Pictures of the Future | Otoño 2011 7

AA primera vista, este nuevo avión único creauna impresión irrelevante. Desde el exterior,

el planeador a motor E-Star DA36 es indistingui-ble de su hermano convencional, que lleva elnombre de HK36 Super Dimona. Pero el obser-vador perceptivo habrá notado la diferencia du-rante el primer vuelo del planeador a motor dedos sillas, que tuvo lugar el 8 de junio de 2011en el este de Austria, en el campo aéreo WienerNeustadt: operación silenciosa y ausencia deolor a combustible de aviación.

Esta es la razón por la que este avión único esel primer aeroplano eléctrico híbrido en serie delmundo, y no utiliza para nada un motor de com-bustión durante el despegue y el aterrizaje. Unmotor eléctrico Siemens con una producción de70 kilovatios energiza la hélice, sacando su ener-gía de las baterías montadas en las alas. Una vezla hélice del motor alcanza su altitud de crucero,el piloto enciende un pequeño motor de com-bustión de 30 kilovatios. El único propósito deeste motor rotatorio es suministrarle energía almotor eléctrico a través de un generador, el cualrecarga simultáneamente las baterías.

Esto podría parecer un sistema complica-do, pero tiene muchos beneficios importan-tes. "Comparado con las tecnologías más efi-cientes empleadas actualmente, losaeroplanos energizados eléctricamente redu-cen el consumo de combustible y las emisio-nes en un 25%", dice el Dr. Frank Anton, inicia-dor del desarrollo del avión eléctrico enSiemens Corporate Technology. "Adicional-

mente, evitamos el ruido y las emisiones du-rante el despegue y el aterrizaje".

¿De qué manera los motores eléctricos aho-rran energía? "En los aviones convencionales, losmotores y las turbinas están diseñados para elmáximo rendimiento, pero éste sólo se requierepara el despegue y el ascenso", dice Anton. "Tanpronto como se alcanza la altitud de crucero,aproximadamente el 60% de esta producción essuficiente". Los motores convencionales son porlo tanto no sólo innecesariamente grandes y pe-sados, sino que usualmente operan sólo con car-ga parcial, lo cual es muy ineficiente –por lo quemalgastan una gran cantidad de la energía con-tenida en el combustible de aviación.

Despegue Electrizante. No hay nada como loque sucede con el planeador a motor híbrido queSiemens desarrolló con EADS y el fabricante aus-triaco Diamond Aircraft. El motor eléctrico DA36de E-Star opera eficientemente casi al 100% so-bre un amplio rango de cargas. Después del des-pegue y el ascenso con la ayuda de la batería, elmotor giratorio asume el trabajo de suministrarenergía, y puede ser operado continuamente enel punto de operación más eficiente –si a vecesproduce demasiada energía, la energía extra pue-de ser fácil y temporalmente almacenada en lasbaterías. La energía del combustible es por lo tan-to utilizada de la manera más ideal.

"Con el concepto híbrido en serie, hemos se-parado la producción de energía y el impulso,por lo que podemos optimizarlos ambos inde-

pendientemente el uno del otro", dice Anton. Enel pasado, sin embargo, los componentes delavión eléctrico eran muy pesados como parapermitir que la tecnología hiciera lo suyo. Perocomo resultado del aumento de la electrificaciónde los automóviles, los fabricantes de motores,baterías y la electrónica de la energía han logra-do grandes avances, que ahora están benefician-do también la industria de la aviación. "El año2011 es el año del vuelo eléctrico", dice Anton.

Aparte del planeador a motor Diamond, el e-Genius recientemente hizo su primer vuelo tam-bién, en mayo de 2011. El e-Genius es un avióneléctrico desarrollado por la Universidad deStuttgart junto con EADS y Airbus. Este dobleplaza tiene un motor eléctrico de 60 kilovatios ybaterías con una capacidad de almacenamientode 56 kilovatios-hora. Así equipado, el e-Geniuscompletó un vuelo de 341 kilómetros en juniocon un consumo de energía equivalente a cuatrolitros de gasolina. Y aparte del planeador a motorDA36 E-Star, Le Bourget presentó también el "CriCri", un aeroplano miniatura accionado por cua-tro motores eléctricos que fue desarrollado porEADS, Aero Composites Saintonage y la Asocia-ción Ecológica Cri-Cri. El Cri Cri puede volar úni-camente con el motor eléctrico a una velocidadde 110 kilómetros por hora durante 30 minutos.

Para los fabricantes de aviones, los aeropla-nos eléctricos son una alternativa interesanteporque éstos ayudan a reducir el impacto adver-so del viaje aéreo sobre el clima –el 2.2% de lasemisiones de CO2 causadas por los humanos ac-

Pictures of the Future | Aviación

Siemens, EADS y Diamond Aircraft han desarrollado el primer avión del mundo equipado con un motoreléctrico híbrido en serie. El resultado es menos ruido, menor consumo de combustible y reducción delas emisiones de CO2.

Electricidad en el Aire

El planeador a motor E-Star DA36 tiene un motor

eléctrico híbrido. El motor eléctrico energiza la

hélice, y las baterías del avión son cargadas por

un motor de combustión pequeño.

Cada verano el Festival de Ideas de Aspenatrae a cientos de visitantes a un pueblo que

es mejor conocido como un resort de inviernomuy popular. ¿El objetivo del festival? Construirun mejor futuro. A finales de junio de 2011 aquíse presentó el Índice de Ciudades Ecológicas deEE.UU. y Canadá. El estudio fue comisionado porSiemens y fue realizado por la Unidad de Inteli-gencia del Economist (EIU), el cual comparó a 27ciudades en todos los EE.UU. y Canadá en térmi-nos de nueve categorías medioambientales: emi-siones de CO2, energía, uso de la tierra, edificios,transporte, agua, basuras, calidad del aire y go-bierno medioambiental. Estudios similares sehan realizado ya en Europa, Asia y Latinoamérica(véase Pictures of the Future, Primavera de 2010,p. 17 y Primavera de 2011, p. 9).

Las ciudades americanas son con frecuenciavistas como un drenaje de recursos enorme,arruinadas por la extensión urbana y por la faltade conciencia medioambiental. Pero ese estereo-tipo ya no aplica más. "Los alcaldes de hoy se handado cuenta que hay que tomar acciones y estántrabajando con miras a un futuro sostenible", diceAlison Taylor, Jefe de Sostenibilidad de Siemenspara Norte y Suramérica. "Desde luego, algunosde ellos apenas han empezado, mientras queotros ya van muy adelante".

San Francisco es la ciudad más ecológica segúnel Índice, seguida por Vancouver, Nueva York, Seat-tle y Denver. Sorpresivamente, todas estas ciuda-des varían considerablemente en términos de sutamaño, número de habitantes, densidad de po-blación, e ingreso anual, y sin embargo todas lo hi-

Pictures of the Future| Las Ciudades Más Ecológicas de Norteamérica

Según el Índice de Ciudades Ecológicas deEE.UU. y Canadá, Norteamérica cuenta conalgunas ciudades muy ecoamigables. Entérminos de infraestructura de agua, calidad delaire y reciclaje, éstas les ganan incluso a muchasciudades europeas. Pero todavía queda muchopor mejorar en materia del uso de recursos,emisiones de CO2 y transporte público.

Y las Ganadoras Son…

Proyectos ImportantesObjetivos ecológicos: En el 2005 el alcalde de

Seattle lanzó el Acuerdo de Protección Climática

en la Reunión de Alcaldes de EE.UU., por medio

del cual las ciudades se comprometen a reducir

las emisiones de CO2 en línea con el Protocolo de

Kioto. Más de 1.000 alcaldes han firmado el

acuerdo desde entonces.

Paraísos verdes: Con el fin de mejorar la

calidad del aire y la calidad de vida en la ciudad

de Nueva York, la ciudad, organizaciones

privadas y grupos de ciudadanos sembrarán un

millón de árboles en los próximos 10 años.

Electricidad ecológica: En el 2010 se creó el

parque solar más grande de los Estados Unidos

en Chicago. Más de 32.000 paneles solares allí

producen 10 megavatios de electricidad para

1.200 hogares.

Transporte ecológico: En uno de los

proyectos de desarrollo de transporte más

grandes en la historia de EE.UU., Denver ha

invertido más de €1 billón en la expansión de su

red de transporte público. Siemens ha

suministrado 55 trenes ligeros para el proyecto.

Para el 2017, se invertirán otros €4.6 billones

con el fin de triplicar la longitud de la red de

trenes ligeros y establecer carriles para el

sistema de Transporte Rápido en Bus de la

ciudad.

8 Pictures of the Future | Otoño 2011

tualmente provienen de los jets y de los motoresde los aviones. "Con nuestros prototipos hemoscomprado el tiquete de admisión al vuelo eléctri-co", dice Peter Jänker, quien lidera el equipo deEADS que está muy involucrado en el campo."Pero los componentes necesitan volverse aúnmás livianos".

Un buen ejemplo de esto son las baterías.Las baterías de iones de litio de gama altapueden almacenar hoy aproximadamente 200vatios-hora (Vh) de energía eléctrica por kilo-gramo – el combustible de aviación tiene13.000 Vh, de los cuales sólo aproximada-mente la mitad se pueden utilizar debido a lamala eficiencia de las turbinas. Las nuevas ba-terías de sulfuro de litio podrían alcanzar2.600 Vh en pocos años –hoy su capacidad dealmacenamiento es de 350 Vh/kg.

Nuevo Diseño Liviano. Los motores deberánconstruirse más ligeros, porque los motores eléc-tricos de hoy tienen una producción de máximo1.5 kilovatios (kV) por kilogramo de peso. "Nues-tra meta es 10 kilovatios por kilogramo", dice An-ton, quien posee una licencia de piloto y practicaacrobacias aéreas. "Y ya dimos un gran paso ha-cia conseguir ese objetivo desde que los exper-tos de Siemens Drive Technologies desarrollaronun motor con una producción de 6.4 kV/kg –esoes cuatro veces la cifra de hoy".

El peso más liviano se logra por medio de unespectro de medidas. Los componentes mecáni-cos se deben fabricar no de metal sino de fibra decarbono de peso liviano, y debido al alto númerode astas en el motor, el campo magnético tieneque cubrir sólo distancias cortas. Esto significaque los diseñadores necesitan menos materialmagnético, el cual es relativamente pesado perono aporta nada al motor. "Con este diseño paten-tado Siemens está abriendo un nuevo capítuloen el desarrollo de motores eléctricos", informaSwen Gediga, de Siemens Drive Technologies.

En el largo plazo, estos desarrollos podríanmarcar el inicio de un nuevo capítulo en la avia-ción, porque la electrificación del vuelo hace po-sible separar espacialmente la producción deenergía y el motor. Por ejemplo, el peso combi-nado del motor de combustión, el generador yla batería representan casi el 80% del peso deeste sistema de accionamiento de aeronaves, yéstos se pueden instalar en el fuselaje. Los mo-tores eléctricos livianos –que representan el res-tante 20% del peso– se montarían en las alasdel avión. "Por lo que ya no tendríamos más tur-binas pesadas colgando de las alas", dice Anton."En vez de ello, usted podría montar un sinnú-mero de motores eléctricos giratorios con pro-pulsores en las alas, y algunos de ellos sólo seutilizarían para el despegue. Esto conduciría auna mayor reducción del consumo de energíadurante el vuelo".

Christian Buck

Pictures of the Future | Otoño 2011 9

cieron bien. Por ejemplo, Nueva York tiene 12 mi-llones de habitantes, mientras que Boston y Seattletienen apenas 600.000. Y mientras que Vancouvertiene un producto interno bruto de casi $37.000per cápita, las demás ciudades se aproximan a$60.000. Sin embargo, una cosa tienen todas encomún: una planeación medioambiental ambicio-sa. Por ejemplo, San Francisco ha optado por tra-bajar estrechamente con el sector privado y ha im-plementado estrictas leyes de reciclaje.

Ganancias Enormes. Y lo más interesante, lasciudades ubicadas más abajo en el ranking del Ín-dice han obtenido enormes ganancias: ‘ Atlanta está ubicada en el puesto 21, perotiene el número más alto de edificios certifica-dos por LEED (Liderazgo en Diseño Energético& Medioambiental). ‘ Miami (en el puesto 22) ocupa el segundolugar en términos de emisiones de carbono,gracias a la energía limpia generada por susplantas de energía.‘ Detroit, que quedó de última, realmente cuentacon uno de los mejores sistemas de transporte pú-blico –mejor que el de Nueva York o el de Seattle.

"En conjunto, las ciudades norteamericanasobtuvieron buenas clasificaciones en compara-ción con las demás partes del mundo, especial-mente gracias a las medidas para mejorar la cali-dad del aire, el manejo de las basuras, el reciclajey la infraestructura", dice Tony Nash, Jefe del EIU.Por ejemplo, con el 13%, la pérdida de agua debi-do a fugas es más baja que en Asia (22%), Europa(23%) y Latinoamérica (35%). Y con el 26%, el ín-

dice de reciclaje de Norteamérica es aproximada-mente tres veces mayor que el del Índice de Ciu-dades Ecológicas Europeas.

Pero a pesar de estas historias de éxito, quedamucho por hacer –en particular en lo que respec-ta a consumo de recursos, emisiones de CO2 ytransporte. Por ejemplo, el norteamericano pro-medio utiliza 590 litros de agua al día, más del do-ble de muchas personas en Europa, Asia o Latino-américa. Las ciudades canadienses en la encuestaproducen un promedio de ocho toneladas de CO2

per cápita anualmente. Las ciudades americanasgeneran aproximadamente dos veces esa canti-dad. Aunque estas ciudades le ganan al promedionacional de EE.UU., que según el Banco Mundiales de 20 toneladas métricas, las ciudades de Euro-pa y Asia producen sólo aproximadamente cincotoneladas métricas de CO2 per cápita al año. Labuena noticia es que 21 de las 27 ciudades del Ín-dice se han fijado sus propias metas de reducir lasemisiones de carbono en los próximos años.

Desplazamiento y Densidad Urbana. Muchosde los retos del transporte se remontan al proble-ma de la expansión urbana. Para evitar esto, laciudad ideal deberá tener una combinación dealta densidad de población, muchos espacios ver-des y rutas cortas hacia el trabajo y las actividadesrecreacionales. Esa es una descripción burda de laCiudad de Nueva York, que tiene casi 11.000 ha-

Las Ciudades Alemanas Figuran entre los Sitios para VivirMás Medioambientalmente Amigables de Europa

Aproximadamente el 74% de los alemanes viven en

áreas metropolitanas. El Índice de Ciudades Ecológicas

Alemanas analizó 12 ciudades en todo el país, y los re-

sultados demuestran que décadas de crecimiento de la

conciencia medioambiental y de apoyo de los legisla-

dores de la planeación de ciudades sostenibles, han te-

nido un gran impacto. Diez de las 12 ciudades que se

estudiaron obtuvieron un resultado general mejor que

sus homólogas europeas en el Índice de Ciudades Eco-

lógicas Europeas de 2009. Reglamentaciones ambicio-

sas para reducir el consumo de energía en los edificios

y una política de transporte proactiva han demostrado

ser especialmente efectivas. Sin embargo, aunque los sistemas de transporte público locales de Alemania están

excepcionalmente bien equipados, casi la mitad de quienes se desplazan al trabajo lo hacen en carro. Múnich y

Berlín (foto) son excepciones positivas, donde aproximadamente el 40% de sus habitantes utilizan el transporte

público para ir a trabajar, mientras que otro 17% lo hace en bicicleta o a pie. La conservación del agua es otra

área en la cual Alemania se destaca. En comparación con el promedio europeo, los alemanes consumen sólo la

mitad del agua. Y lo que es más, las políticas para reducir las basuras y estimular el reciclaje son comunes. En

Leipzig, el índice de reciclaje es del 81% –el más alto de Europa. Pero por otro lado, las ciudades alemanas pro-

ducen inusualmente altas emisiones de CO2 debido al alto porcentaje de industria y a la alta dependencia de la

electricidad derivada del carbón. El alemán promedio produce 9.8 toneladas métricas de estas emisiones, casi el

doble de lo que producen los habitantes de otras ciudades europeas (5.2 toneladas métricas). Sin embargo,

muchas ciudades se han fijado ahora metas ambiciosas de reducción de las emisiones. Múnich, por ejemplo,

planea reducir las emisiones de carbono per cápita a la mitad en el 2030. Nicole Elflein

bitantes por kilómetro cuadrado (km2) y espaciosverdes que representan una quinta parte de suárea. Sin embargo, la mayoría de las ciudades delÍndice están comparativamente menos pobladas,con 3.000 habitantes por km2. En Europa, esa ci-fra es de 3.900 y en Asia de 8.100. En los EstadosUnidos, muchas personas viven en suburbios yutilizan sus carros con frecuencia. Sólo uno decada 10 americanos y uno de cada cuatro cana-dienses van a trabajar utilizando el transporte pú-blico, bicicleta o caminando. En Europa, más del60% lo hacen. Canadá tiene ya algunos buenossistemas de transporte público funcionando, porlo que cuenta con aproximadamente 1.5 kilóme-tros de bus, trenes y líneas de metro por kilóme-tro cuadrado. Eso es más de tres veces la cifra quese observa en las ciudades de EE.UU.

Otros signos positivos son los excelentes resul-tados obtenidos en gobierno medioambiental,cuya posición podría ser similar a la alcanzada enEuropa. Casi todas las ciudades del Índice hannombrado un funcionario de sostenibilidad y handesarrollado una política medioambiental extensi-va. Las ONGs están muy comprometidas en estosesfuerzos. Un excelente ejemplo es el Consejo deEdificios Ecológicos de EE.UU., una organizaciónsin ánimo de lucro establecida en Washington quedesarrolló las guías LEED para los edificios, que seestán utilizando hoy en todo el mundo.

Karen Stelzner

San Francisco es la ciudad más ecológica de

Norteamérica, seguida por Vancouver y Nueva

York. Muchas otras ciudades carecen de un

sistema de transporte público extenso.

10 Pictures of the Future | Otoño 2011

Una megaciudad china en el año 2040. Li está visitando asu abuelo Jun, quien vive en un oasis de paz en las afueras

de esta ultramoderna metrópoli de 25 millones depersonas. En la misma ciudad existen paralelamente dos

mundos –la aceleración encuentra la tranquilidad y la vidadel mañana contrasta con la vida del presente.

Mundos Aparte

Destacados15 El Camino hacia el Siglo XXI

Los paisajes urbanos están cambiando,al igual que la forma de vivir y trabajarde la gente. Y es aquí donde Siemensestá liderando el camino. La compañíaplanea hacer de sus oficinas principalesel edificio más energéticamenteeficiente del mundo. Páginas 15, 18, 28.

20 Nuevos Conceptos de TransportePara hacer el flujo de tráfico máshomogéneo en ciudades como Tel Aviv,los sistemas de transporte público ysoluciones eficientes para el tráfico enlas vías son esenciales. En el futuro, lamovilidad será más rápida, más eficientey más ecológica. La visión: con la ayudade sistemas inteligentes, los diferentesmodos de transporte serán conectadosen red entre sí. Páginas 20, 22

24 Soluciones Inteligentes para los Adultos Mayores

Los sistemas de ayuda ajustados a lasnecesidades de las personas mayorespodrían ayudarles a vivirindependientemente durante periodosde tiempo más largos. Informe sobre unproyecto piloto en Berlín.

30 Detrás de Cámaras¿Qué significa "calidad de vida" para laspersonas en los países en desarrollo yen los mercados emergentes?Independientemente de si el sitio esAsia, África o Latinoamérica, tododepende de su punto de vista. Páginas30, 33, 34, 36, 38, 40, 41.

42 Un Oasis para la Atención de Primera Clase

La atención médica de alta calidad esuna parte esencial de la vida de todoindividuo. En el Centro de ImagenologíaMolecular Tawam en los EmiratosÁrabes Unidos, los pacientes puedenhoy experimentar el futuro de laatención en salud en la región del Golfo.

2040En una metrópoli china con una población de

25 millones de personas, el joven Li deja la

parte ultramoderna de la ciudad para pasar un

día en el oasis verde armonioso donde su

abuelo Jun Yang vive, a 40 kilómetros de

distancia. En el camino hacia ese enclave de

paz, Li utiliza varios medios de transporte que

están conectados en red entre sí. Su tableta PC

flexible le muestra confiablemente el camino

hacia un paraíso de increíble calma.

Calidad de Vida en la Ciudades | Escenario 2040

Li está sentado en la jungla y bebiendo unataza de té. El canto de incontables pájaros

exóticos resuena a través de la densa maleza y semezcla con la sinfonía de Mozart que suena dis-cretamente al fondo. Una gigantesca mariposase para sobre su tableta PC delgada como un pa-pel que Li sostiene en su regazo como un perió-dico. El joven hombre de negocios espanta lamariposa y se concentra una vez más en sus con-tactos en línea. Poco tiempo después es distraídonuevamente cuando un mesero uniformadoaparece y le ofrece pasteles. Li acepta la oferta ybrevemente golpea su tableta con la punta de

Pictures of the Future | Otoño 2011 11

un dedo. El aparato automáticamente se conec-ta con el teléfono inteligente del mesero y pagala cuenta en cuestión de segundos –incluyendouna generosa propina. "Muchas gracias señor",dice el trabajador temporal de Europa, haciendouna reverencia.

Li suspira. Le hubiera gustado trabajar aquíen el café del jardín tropical en el piso 50 de laTorre del Tigre, pero acordó encontrarse con suabuelo anticuado que vive en un remoto vecin-dario localizado a 40 kilómetros del centro deesta metrópoli de 25 millones. Li se levanta, en-rolla su tableta, y sigue un camino cuidadosa-

mente rastrillado que serpentea entre las flores yhojas hacia la salida. Una puerta discreta entredos arbustos lleva hacia el elevador de vidrio delas afueras de la Torre del Tigre, que ofrece la vis-ta del mundo real. Hay rascacielos por donde-quiera que uno mire. Algunos de ellos están cu-biertos con una vegetación que parece unaalfombra viva, mientras que otros tienen jardinesen sus terrazas. Entre los edificios, incontablescarros transitan por una extensa red de víasmientras trenes de suspensión zumban por enci-ma de ellos sobre delicados andamios. Li vive laperfecta ilusión de un jardín exótico detrás de él

Afinales de octubre de 2011, las Naciones Uni-das le darán la bienvenida al habitante siete

billones de la Tierra. Es muy probable que este in-dividuo vaya a nacer en un país desarrollado o enun mercado emergente. Después de todo, es allídonde la mayor parte de la población mundialvive actualmente. Es muy probable también queél o ella inicien su vida en una ciudad, ya que másde la mitad de las personas de la Tierra residen enáreas urbanas. Quizás su nombre sea Marcia ynazca en la ciudad portuaria brasileña de Recife. Otal vez se llame Ramesh y sea recibido por sus or-gullosos padres en Kolkata, India. Alternativamen-te, podría nacer en Nigeria, el país de origen de laDra. Babatunde Osotimehin.

Osotimehin es el Director del Fondo de Pobla-ción de Naciones Unidas (UNFPA). Su programade "7 billones de acciones" está diseñado paraatraer la atención hacia los desafíos asociados conel crecimiento actual de la población mundial.Uno de los retos más importantes implica aumen-tar la urbanización. Dice Osotimehin: "El mundoalbergará pronto a siete billones de personas, 1.8billones de las cuales tendrán entre 10 y 24 años.Muchas de estas personas jóvenes tratarán dedesarrollarse profesionalmente en grandes ciuda-des que todavía no están preparadas para satisfa-cer todas sus necesidades. Esa es la razón por laque necesitamos estimular métodos de planea-

res. En la salida del parque un carro eléctrico re-servado le estaba esperando para que pudieraconducir los últimos pocos kilómetros hacia lacasa de su abuelo.

Según su aplicación de movilidad, esta seríala forma más rápida de llegar allí, porque al go-bierno de la ciudad se le había olvidado, obvia-mente, colocar en el viejo vecindario una esta-ción del metro. Sin embargo, mientras planeabala ruta el software inteligente no había previstoal perro callejero que había causado un acciden-te justo antes de que Li se encaminara a su desti-no. Li enciende el piloto automático y deja quesu carro eléctrico maneje el tráfico de pare y sigaindependientemente. Le gustaría aprovechar laventaja de la demora simplemente para adelan-tar un poco más de trabajo. "Carpe diem", mur-mura al desenrollar su tableta.

Mientras tanto, a pocos kilómetros de distan-cia, Jun ha logrado finalmente hacer una jarrade té fresco. Se sirve una taza y se sienta en unbanco fuera de su casa. Jun está mirando bus-cando a su nieto, aunque él cree que el jovenvive constantemente estresado, y él está por lotanto preocupado por la salud de Li. Irónicamen-te, fue Li quien lo persuadió de utilizar un asis-tente médico digital, que ahora lleva constante-

mente en su brazo como unreloj. El aparato monitoreasu pulso, presión y otros pa-rámetros médicos en tiem-po real y alerta automática-mente al médico de Jun sihay alguna señal de riesgopara la salud.

Jun se detiene y utiliza su mano para prote-gerse del sol. Un carro eléctrico está suavementezumbando a medida que desciende por la calle.En él va sentado su nieto, muy ocupado digitan-do en su tableta PC mientras el piloto automáticoconduce el vehículo.

Li mira alrededor nerviosamente. Sientecomo si alguien hubiera pisado un freno invisi-ble. Hace apenas un instante estaba en el ajetreoy la bulla de la gran ciudad, pero ahora está re-pentinamente en un mundo que gira bizarra-mente en cámara lenta. Para él, este mundo des-acelerado y silencioso parece opresivo. Secontiene a sí mismo y saluda a su abuelo, quienle señala la banca y le ofrece una taza de té. "Lu-ces pálido" dice Jun después de un rato. "Tal vezdeberías mudarte conmigo y dejar toda esa locu-ra que hay detrás de ti".

Li toma un sorbo y empieza a sudar. Enciendeuno de los cigarrillos de Jun y lo inhala precipita-damente. "Con todo el estrés con el que tienesque lidiar, fumar es doblemente dañino", le diceel viejo Jun. Sonriendo maliciosamente le dice,"Te tengo un regalo", y desliza el reloj médico ensu mano. "Creo que deberías usarlo. Estoy con-vencido que lo necesitas más que yo".

Florian Martini

e ingresa al ascensor. Saca su tableta, mira el aje-treo y el bullicio de abajo, y siente que su pulsose acelera nuevamente. Toma un respiro de ali-vio –él está lentamente regresando a su veloci-dad de operación normal.

Mientras Li mira hacia abajo a través del eleva-dor de vidrio, dejando su tableta calcular la rutamás rápida hacia su destino, el Abuelo Jun estásentado cómodamente en frente de su pequeñacasa de madera. El aire parece estar quieto en elcalor del mediodía –así como el tiempo parecierahaberse detenido dentro de su pequeño enclave.

Aquí, entre casas tradicionales de un solopiso, jardines verdes pequeños y callejones es-trechos, se ha establecido un oasis de paz y ar-monía. En los últimos 100 años el vecindario noha cambiado sustancialmente, mientras que laciudad que lo rodea ha crecido continuamente aun ritmo rápido.

Con el paso de los años, los planeadores de laciudad han centrado su atención a la expansiónde las partes modernas de la ciudad; luego, qui-zás no quedó mucho dinero para desarrollar estevecindario pequeño. Por su parte, Jun cree quelas autoridades municipales se han simplementeolvidado de esta conjunto de viejas "chozas" –pero para bien, en su opinión. Después de todo,

él no tiene mucho que ver con el frenético mun-do exterior. Dentro de su cabaña, la tetera em-pieza a pitar. Jun parpadea sostenidamente a laluz del sol, enciende un cigarrillo y lo aspira an-tes de entrar. Él tiene tiempo –mucho tiempo.

Mientras Jun fuma y su tetera hecha vapor, lapaciencia de Li está siendo puesta a prueba. Él seha atascado en el tráfico por media hora, a pesarque su aplicación de movilidad le ha mostrado laruta más rápida hacia la casa de su abuelo. El soft-ware lo había dirigido inicialmente a la siguienteestación del tren de levitación magnética. Li se ha-bía sentado en una cómoda silla y utilizó el tiempoen el tren para sostener una corta videoconferen-cia a través de su tableta. Como la mayoría de losde su misma edad, Li sabe de las oficinas tradicio-nales sólo por los libros de historia. En su mundo,los límites entre el trabajo y el ocio son líquidos;para la gente joven de la ciudad, la flexibilidad y laconectividad en red han sido por mucho tiempo elaspecto esencial de la vida.

Siguiendo las instrucciones presentadas ensu tableta, Li había luego abandonado el tren yse había subido a una bicicleta eléctrica que suaplicación le había alquilado. Había disfrutadode un placentero paseo a través del parque de laciudad, evitando así el tráfico en las circunvala-

Dos mundos en una megaciudad de25 millones de personas: unocaracterizado por la prisa, el otro porla tranquilidad.

12 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Otoño 2011 13

Independientemente de si es Shanghái, Houston o

Frankfurt, las ciudades no son sólo centros

económicos sino también –y principalmente– sitios

donde un número creciente de personas deciden vivir.

riendo mudarse a un suburbio verde. Los residen-tes de los tugurios de Mumbai quisieran tener ac-ceso a agua potable y a una conexión de autobúsdirecta a sus trabajos. Sus empleadores, de la cla-se media en crecimiento de la India, de otra parte,quienes ya disfrutan de estas comodidades bási-cas, podrían estar más interesados en mudarsemás cerca de las áreas donde hay mejores escue-las para sus hijos.

Éxodo Rural. Mumbai y Londres ofrecen buenosejemplos de los desafíos extremadamente dife-rentes que enfrentan las principales ciudades.Sólo una tercera parte de los hindúes viven ahoraen regiones urbanas, pero estas ciudades, seanMumbai, Kolkata o Chennai, generan más de lasdos terceras partes de la producción económicadel país. Como resultado del tremendo númerode personas que viven en el campo, los habitantesde las ciudades probablemente representaránmás de la mitad de la población hindú en el 2030.El problema es que la falta de planeación urbanaefectiva y la inversión insuficiente en infraestruc-tura, como metros y plantas de tratamiento deagua, sugieren que gran parte del potencial decrecimiento de las ciudades hindúes podría conti-nuar inexplotado (ver p. 33). Sin embargo, crear elmáximo de estas oportunidades de crecimientoes crucial, o de lo contrario no será posible gene-

rar los fondos necesarios para construir nueva in-fraestructura en el futuro.

La situación es completamente diferente enLondres, donde el primer metro del mundo fueconstruido en el siglo XIX y muchas de las tuberí-as de agua y alcantarillas fueron instaladas du-rante el reinado de la Reina Victoria. Londres hasido siempre un modelo de infraestructura queotras ciudades grandes han tratado de imitar –pero la inversión ha mermado en las últimas dé-cadas con relación a los requerimientos de la ciu-dad. La metrópolis del Támesis deberá enfrentar,por lo tanto, los desafíos del siglo XXI con una in-fraestructura clave que tiene más de 100 añosde edad (ver p. 15).

Londres no es la única ciudad que enfrentaeste problema; muchas ciudades en las nacionesaltamente industrializadas están tratando proble-mas similares. En vez de inversión en infraestruc-tura básica, lo que realmente necesitan es moder-nización inteligente y mejoras selectivas. Tel Aviv,por ejemplo, tiene un sistema de cobro de peajesautomatizado que ajusta flexiblemente los preciosen línea con los volúmenes de tráfico reales –unacaracterística que ayuda a impulsar la eficiencia dela infraestructura vial. (Ver p. 21).

La experiencia hasta la fecha demuestra quelas ciudades llegan a beneficiarse al máximo cuan-do emplean soluciones integrales en vez de esta-

ción inteligentes que garanticen que las ciudadespuedan ofrecerle a estas personas un medio am-biente confiable y seguro, al igual que acceso a laatención en salud, a la educación y al trabajo".

Aún si –como Osotimehin– el humano sietebillones del mundo nace en un pequeño pueblo,es muy probable que se mude algún día a una ciu-dad. Esa es la razón por la que las áreas urbanasson lugares más atractivos para vivir en cuanto aeducación y oportunidades de trabajo, entreteni-miento y atención en salud. Los residentes urba-nos son mejor educados en promedio y tambiénganan más dinero que las personas que viven enel campo. Pero ¿son también más felices? ¿Quétan atractiva es su calidad de vida? Y ¿realmentedisfrutan el vivir en las ciudades?

"Todos tiene su propio punto de vista subjetivode la calidad de vida", dice el planeador urbanoPablo Vaggione (ver p. 41). "Estas perspectivas di-fieren también dentro de un determinado país eincluso dentro de una determinada ciudad". Lasexpectativas de las personas con relación a la ciu-dad donde viven dependen de muchos factores.Miremos ciudades tan diferentes como Londres yMumbai. Un estudiante podría desear vivir en elcentro atiborrado de Londres, por ejemplo –perouna familia de cinco personas probablemente hui-ría de los costosos arriendos, de la falta de centrosde recreación y de la mala calidad del aire, prefi-

Calidad de Vida en las Ciudades | Tendencias

Construyendo una Mejor VidaLas ciudades son como imanes. Atraen a la gente con la esperanza de encontrar mejor educación,empleo y oportunidades. La urbanización continua conlleva peligros, ya que la calidad de vida atractivapara el máximo número de residentes posibles sólo se puede garantizar si las ciudades invierten losuficiente y de manera inteligente en sus infraestructuras.

14 Pictures of the Future | Otoño 2011

por debajo del nivel del mar. Como resultado, ten-drán que construirse diques o elevarlos si los nive-les del océano aumentan. Y si las cosas se ponenpeor, podría haber necesidad de abandonar todoslos barrios.

Dice el Dr. Joan Clos, Director del Programade Asentamientos Humanos de Naciones Unidas(UN-HABITAT): "La urbanización fue vista duran-te mucho tiempo como algo malo que habríaque reducir o detener. Pero eso no es posible.Ahora, la gente está empezando a entender quelas ciudades pueden ser una fuerza positiva decambio. Estas podrían desempeñar incluso unpapel importante en materia de combatir el ca-lentamiento global y estimular el desarrollo so-cioeconómico”. (Ver p. 34).

La urbanización es más que simplemente unfenómeno abstracto. Es también la suma de lashistorias individuales de las personas que vivenen una ciudad, con el fin de mancomunar su cre-atividad y productividad con los demás. No sólolos edificios, calles, ferrocarriles, redes de acue-ducto, o parques conforman una ciudad. Comodice Glaeser, "Debemos liberarnos de nuestratendencia de ver las ciudades como edificios, yrecordar que la ciudad real está hecha de carne yno de concreto".

Independientemente de quién sea la personasiete billones del planeta, una cosa si es cierta: Suexpectativa de vida será mayor que la de las gene-raciones anteriores. Además, la demanda crecien-te de parte de las personas más viejas que conti-núan viviendo en sus propios hogares será

per cápita es de aproximadamente 20 toneladas.Esto se debe principalmente al mayor número demillas que transitan los individuos en áreas pocopobladas (ver p. 8). En otras palabras, la gente dela ciudad puede arreglárselas con menos energía.

Esta comparación ilustra que la urbanizaciónen la ciudad y de la ciudad puede generar un be-neficio medioambiental. Ya en los años 70's, la ex-perta en urbanismo canadiense Jane Jacobs pos-tuló una visión de una metrópolis ecológica en lacual la gente vivía muy cerca entre sí en rascacie-

los y caminaba distancias cor-tas hacia el trabajo, evitandoasí la cultura consumidora deenergía y medioambiental-mente dañina de los subur-bios. Si la gente desea vivir eneste medio ambiente compac-to es otra cosa.

En todo caso, el Profesor Edward Glaeser de laUniversidad de Harvard expone provocativamen-te el concepto de una cáscara de nuez en su libroEl Triunfo de la Ciudad, en el cual afirma: "Si ustedama la naturaleza, manténgase alejado de ella".Este precepto explica parcialmente por qué a ladensamente poblada Nueva York le fue tan bienen el Índice de Ciudades Ecológicas de EE.UU. yCanadá, ocupando el tercer puesto después deSan Francisco (primer puesto) y Vancouver.

Distritos Urbanos bajo el Agua. Estas ciudadesestán mostrando ya una tendencia que podría re-ducir aún más el uso de vehículos dentro de la ciu-

blecer esquemas sistemáticos que abordan sóloalgunos de sus problemas de manera aislada. Estaconclusión la confirmó el estudio Retos de las me-gaciudades – perspectiva de los interesados. Porejemplo, al suministrar todo, desde vehículoseléctricos rentables hasta tranvías subterráneos(ver p. 20), la planeación integrada del tráfico y eltransporte puede ayudar a conectar eficiente-mente el transporte personal y el transporte públi-co para satisfacer las necesidades de movilidad deuna sociedad moderna (ver p. 22).

Al igual que Londres, muchas ciudades esta-dounidenses y canadienses desarrollaron tam-bién sus infraestructuras en una etapa relativa-mente temprana de su desarrollo –pero elmargen que ganaron se ha convertido en unadesventaja, ya que muchas de sus líneas ferro-viarias, puentes y parte de sus redes de energíadejaron ya de ser modernas.

Sus estructuras de asentamiento reflejan tam-bién las visiones de planeación urbana del pasa-do. Por ejemplo, el centro de sus ciudades estácon frecuencia rodeado de muchas áreas residen-ciales, en suburbios que ofrecen un medio am-biente verde pero a las que sólo se llega en carro.

“Las personas están empezando aentender que las ciudades pueden seruna fuerza positiva de cambio”.

satisfecha en muchos casos con la ayuda de lastecnologías de sensores y de comunicación. Queeste escenario sea posible lo está demostrando laprueba de campo Smart Senior en Berlín (ver p.24). Es también muy probable que el nivel de edu-cación de la próxima generación sea mayor que elde sus padres, al igual que el ingreso. La mayoríade estas tendencias tomará forma en las ciudades.Y uno de los desafíos más grandes del siglo XXIserá crear medio ambientes urbanos donde valgala pena vivir, en síntesis, donde la gente pueda es-perar disfrutar de una alta calidad de vida.

Andreas Kleinschmidt

dad en el futuro –el desarrollo de nuevas formasde interactuar con el trabajo, como la telecomuni-cación, que está siendo manejada por las tecnolo-gías de comunicación (ver p. 28). Muchas perso-nas tienen la capacidad de decidir más o menos sitrabajan en función del mejoramiento de su cali-dad de vida.

Sin embargo, la contaminación medioambien-tal sigue siendo el mayor desafío que enfrentanlas ciudades del mundo. El cambio climático po-dría llegar a ser muy costoso para las ciudadescosteras en particular. Por ejemplo, aproximada-mente el 20% del área de tierra de Yakarta está

Esto podría mejorar superficialmente la calidad devida de algunos, pero el precio se paga en formade consumo de energía, como lo muestra el Índi-ce de Ciudades Ecológicas de EE.UU. y Canadá.Según este índice, que fue presentado en el Festi-val de Ideas de Aspen en junio de 2011 por la Uni-dad de Inteligencia del Economist, las ciudadeseuropeas generan cerca de cinco toneladas deCO2 al año por residente, mientras que las ciuda-des de EE.UU. producen cerca de 16 toneladas percápita. Otras producen incluso más emisiones dedióxido de carbono. En las regiones rurales deEE.UU., por ejemplo, el nivel de emisión promedio

La planeación urbana integrada ayuda a mejorar la calidad de vida en las ciudades –independientemente de si se hace a través de los buses híbridos de Londres o gracias a

la atención médica de alta calidad en Al-Ain en los E.A.U.

Pictures of the Future | Otoño 2011 15

Calidad de Vida en las Ciudades | Infraestructura de Londres

A medida que Londres trabaja en modernizar su infraestructura, Siemens está ayudando a convertirlaen una ciudad más eficiente energéticamente hablando. Los pasos incluyen nuevos trenessubterráneos, fácil acceso a la recarga de los vehículos eléctricos y mucho más. Incluso las estrellas deHarry Potter parecen estar cambiando sus palos de escoba por buses eléctricos híbridos.

A pesar de la mala calidad de su aire, la gente de todo

el mundo fluye hacia Londres. Los vehículos eléctricos

silenciosos y la electricidad producida utilizando

energía eólica ayudarán a hacer la ciudad cada vez

más atractiva.

Mejor que los Palos de Escoba

Es un caluroso día de verano en Londres y lacapital del Reino Unido está sudando. El aire

es denso e incluso más turistas de lo inusual es-tán disfrutando de la vista de la ciudad. Masas depersonas se apilan en los callejones estrechos ycaminan entre los carros, que apenas parecenmoverse en las calles constantemente congestio-nadas del centro de la ciudad. Esta congestión detráfico es una de las razones por las que Londrestiene la peor calidad de aire de cualquier ciudadeuropea. Los que desean refrescarse podrían de-cidir asomarse por el "subterráneo", el sistema demetro más viejo del mundo. Después de todo,sus estaciones están ubicadas a una profundidadconsiderable por debajo del nivel de las calles y seesperaría que el airea sea más fresco allí.

El metro de Londres ha estado en funciona-miento desde 1863. Aunque está atestado de gen-te, sigue siendo la columna vertebral del sistemade transporte público de la ciudad, movilizando amás de un billón de pasajeros al año. Muchos delos que se aventuran a subirse al metro se sorpren-den de ver que, en vez de que sea refrescantemen-te frío, se experimenta incluso más calor que en lascalles. Durante décadas, el tráfico constante de tre-nes ha hecho que el suelo se caliente. Se han regis-trado temperaturas de hasta 47 grados centígra-dos en las estaciones de la ciudad, informa SteveScrimshaw de Siemens Mobility.

Como parte de un proyecto, Siemens está tra-bajando en un estudio preliminar del desarrollo delos trenes subterráneos futuros de Londres. Nue-vos vehículos con aire acondicionado entrarán enservicio en el 2018. "Más que nada los trenes ne-cesitan ser livianos", dice Scrimshaw. "Menos pesosignifica menor consumo de energía. El diseño deSiemens aumentará la eficiencia energética encasi una quinta parte y los trenes podrán acomo-dar un 10% más de pasajeros".

Esto mejorará la utilización de la infraestructu-ra existente. Pero aún sin aire acondicionado, encomparación con los primeros días del subterrá-neo, el viaje en el metro de Londres de hoy podríaser casi placentero. Los trenes subterráneos delsiglo XIX eran halados por locomotoras a vapor ylos viajeros de ese entonces describían las condi-ciones en los túneles llenos de humo como infer-nales. Los gases de combustión se escapaban ha-cia la superficie a través de las canales deventilación. Por eso pareció como un hechizo má-gico cuando los primeros trenes sin humo opera-dos eléctricamente aparecieron en 1890. Londresera el pionero en materia de infraestructura enese entonces.

El Parque Eólico Más Grande del Mundo.Ahora la ciudad, y su alcalde actual, Boris John-son, planean hacer nada menos que recuperar

este rol. Como en el pasado, la electricidad podríaser la clave para crear una ciudad más limpia ymás eficiente. El parque eólico en el mar másgrande del mundo se está construyendo ahorafuera de la costa del sudeste de Inglaterra, y losingenieros de Siemens están trabajando con lasRedes de Energía del Reino Unido en la red inteli-gente de Londres, la cual estará en capacidad dedistribuir energía renovable desde las granjas eó-licas y de los paneles solares de toda la ciudad eintegrar estas fuentes con la red nacional.

Adicionalmente, más y más vehículos eléctri-cos e híbridos se podrán ver ahora en las calles deLondres. La nueva era de la electricidad ha empe-zado y Londres está liderando el camino de mu-chas otras ciudades grandes interesadas en gene-rar y distribuir energía más eficientemente,reduciendo además la demanda.

Cada vez se produce más energía en el ReinoUnido sin emisiones de CO2. Lo que falta en lascalles estrechas de Londres, pero que se encuen-tra disponible en abundancia en los mares altos,son brizas fuertes. Las granjas eólicas costa afue-ra ya están cosechando esta energía natural en elReino Unido. Gunfleet Sands, por ejemplo, unainstalación de energía eólica ubicada a siete kiló-metros del sudeste de Essex, entró en operaciónen agosto de 2009. Unas 48 turbinas eólicas deSiemens, cada una con una capacidad de 3.6 me-

16 Pictures of the Future | Otoño 2011

por 100 libras al año. Source London está plane-ando instalar un total de 1.300 estaciones de re-carga para el 2013. Se espera que los puntos derecarga ayuden a reducir el "rango de ansiedad"al asegurarle a los conductores de vehículos eléc-tricos que podrán recargar mientras están porfuera de casa.

Siemens está trabajando para garantizar queSource London funcione bien. La compañía sumi-nistra los servicios de back-office y la tecnologíade la información para ofrecerle a los clientes ser-vicios puntuales de manejo de la cuenta, accesoa la red de recarga, procesamiento de datos, fac-turación y pago.

Aunque cada vez es más claro que los carroseléctricos pequeños serán los amos de las callesen el futuro, los vehículos limpios no hacen quedesaparezca la congestión. Después de todo, es-tos requieren de más espacio por pasajero que losbuses o los trenes. Las ciudades importantescomo Londres tendrán por lo tanto que ampliarsus redes de transporte público con el fin de pre-venir los trancones. El metro se ha estirado ya

más estrictas normas en términos de eficienciaenergética, tendrá también una de las cargas eléc-tricas más grandes del Este de Londres", dice Ga-reth Lewis de Siemens Energy. "Esto representaráun reto en términos de conexión de la red, peroofrecerá también una oportunidad porque permi-tirá la evaluación efectiva del comportamiento dela carga en la red inteligente".

Red Inteligente para Londres. El equipo de Le-wis está planeando ahora una red inteligente parauna gran parte de Londres en cooperación con lasRedes de Energía del Reino Unido, el operador dela red de distribución. "Siemens construirá un sis-tema para actualizar el estado de la red y la infor-mación de la carga cada hora", explica Lewis."Cuando se puedan predecir cargas pico, el siste-ma le pedirá al Centro Siemens de Sostenibilidadque reduzca el consumo al día siguiente. Porejemplo, en los meses de verano el edificio podríaenfriarse a sí mismo en la noche, reduciendo lanecesidad de utilizar el sistema de aire acondicio-nado durante el periodo pico del día siguiente".

gavatios (MV), están produciendo suficiente elec-tricidad allí para abastecer a 120.000 hogares.Siemens está suministrando también 175 turbi-nas para el Parque Eólico marítimo London Array,ubicado en las afueras de la desembocadura delTámesis. Una vez finalice su construcción a fina-les del 2012, la instalación de 630 MV se conver-tirá en la granja eólica costa afuera más grandedel mundo. Una segunda fase podría aumentar lacapacidad de la instalación a un gigavatio –sufi-ciente para suministrarle energía equivalente aunos 750.000 hogares de Londres.

Siemens está manejando también las conexio-nes avanzadas de la red que transportará estaenergía en la costa. El transporte inteligente y ladistribución eficiente de la electricidad en las áre-as de alta demanda –especialmente en las ciuda-des– se está volviendo cada vez más importante,especialmente porque la producción de energíade fuentes renovables puede fluctuar agudamen-te. En el caso de la energía eólica, el suministro de-pende de la fuerza del viento. Esa es la razón porla que es crucial tener amortiguadores. Estos pue-

den tomar la forma de baterías en los vehículoseléctricos o de edificios que regulen flexiblementesu consumo de electricidad a través del cambio decarga (ver Pictures of the Future, Primavera de2011, p. 17).

El Centro Siemens de Sostenibilidad Urbana enel Este de Londres será en sí mismo un amortigua-dor, cuando entre en operación en el verano de2012 como complejo de exhibiciones, conferen-cias y oficinas (ver Pictures of the Future, Primave-ra de 2011, p. 8). "Aunque el edificio satisfacerá las

Los vehículos eléctricos podrían representar unamortiguador efectivo en el futuro –al almacenarelectricidad. Sus baterías podrían hacerlo cuandola demanda de energía sea baja –por ejemplo, du-rante la noche– y luego devolver la electricidad ala red cuando la demanda aumente.

En mayo de 2011, Boris Johnson, el Alcaldede Londres, lanzó "Source London" una red depuntos de recarga accesibles al público. La red lespermite a los propietarios de vehículos eléctricoscargar sus carros en estaciones en toda la ciudad

hasta los límites de su capacidad durante las ho-ras pico, por lo que es importante desarrollar al-ternativas para el subterráneo.

Viaje Silencioso. Ray Parcell está revisando sunuevo bus de dos pisos en el garaje de autobu-ses en Londres. Todas las tuercas están apreta-das, todas las luces encienden y no se ven rayo-nes en la pintura roja. La travesía del bus puedeempezar. Parcell se sube detrás de la llanta y halauna palanca escondida –el interruptor principal

El Centro Siemens de Sostenibilidad Urbana abrirá

sus puertas en Londres en el 2012. El edificio en

forma de cristal altamente eficiente hará parte del

proyecto de redes inteligentes.

Nuevos trenes subterráneos, buses híbridos y vehículos eléctricos. Siemens está ayudando al Alcalde Boris Johnson (se ve aquí "llenando" un carro eléctrico) a reducir las

emisiones y a limpiar el aire.

híbridos. Muchos de ellos utilizan tecnología deSiemens. Junto con los vehículos eléctricos comotrenes y carros eléctricos pequeños, estos buses sonla forma más limpia de recorrer la ciudad. Estosatraen también, aparentemente, a gente famosa.

Parcell menciona que una vez un actor de lapelícula Harry Potter abordó su bus. Él está con-vencido que la celebridad estaba tan encantadacon el bus híbrido que él ahora prefiere el bus avolar en su escoba.

Andreas Kleinschmidt

Pictures of the Future | Otoño 2011 17

del motor híbrido. Poco después de eso, el motordiesel se enciende por un breve instante, perosólo para demostrar que está funcionando bien.El bus sale silenciosamente del garaje, su motordiesel se apaga a esta velocidad. Parcell dice quemuchos pasajeros le preguntan por este extrañovehículo silencioso que no traquetea y que ni si-quiera necesita de un motor de combustión paralos tramos largos. El les dice que un sistema deconducción accionado por baterías hace todo eltrabajo. No hay brujería allí. "He sido conductorde autobús por 17 años", dice orgullosamente,"pero los buses híbridos son los mejores busesque he conducido".

La ruta de Parcell pasa por el Banco de In-glaterra y la Catedral de San Pablo hacia Wa-terloo, una de las estaciones de tren más ocu-padas de Inglaterra. "Esta ruta le muestra a loslondinenses y a los visitantes de la ciudad elfuturo de nuestra flota de buses", dice Parcell."Nosotros simbolizamos el sistema de trans-porte del mañana. Los buses híbridos consu-men hasta un tercio menos de combustiblediesel que los buses convencionales".

De los Rieles a Vecindarios Revitalizados.Sin embargo, no son sólo los buses los que estándescongestionando el Subterráneo de la ciudadcapital; sino también las líneas livianas superfi-ciales del ferrocarril. Los trenes en estas líneasviajan hacia y desde el centro, la mayor parte deltiempo sobre las vías históricas construidas sobrearcos de ladrillo, que forman un fondo de re-nombre en muchos barrios de la ciudad. Una de

genera costos generales menores durante lavida del proyecto, un factor muy importanteen tiempos económicos difíciles, donde lasciudades enfrentan restricciones presupuesta-les importantes.

Un sinnúmero de negocios han brotado de-bajo de los arcos que conectan muchas de las ru-tas elevadas. Los altos arriendos de Londres ha-cen valioso cualquier metro cuadrado deespacio, razón por cual que pequeñas tiendas,bares y restaurantes han abierto debajo de lasvías. "Esto es típico de Londres; la ciudad se hacecada vez más densa", dice MarkBrearley de “Diseño de Londres”,un pequeño grupo de planeado-res creativos que le aportan ide-as de desarrollo al alcalde. "Estatendencia ha conducido a laconstrucción de edificios más al-tos, y a que un número cada vezmayor de personas ocupen elmismo espacio", agrega él.

Pero esta densidad está llegando a sus límitesen algunos lugares, lo cual se evidencia en lasmurmuraciones alegres de los compañeros deBrearley, típicos londinenses, que con frecuenciase quejan de los trenes subterráneos abarrota-dos y calurosos en los que se tienen que estrujarcada mañana.

Nueva Oportunidad de Vida en Brixton.Dougald Hine no tiene que preocuparse poresto. Como asesor independiente, Hine notoma el tren hasta tanto no haya pasado la

"Usted constantemente se tropieza con espa-cios pequeños y vacíos en una ciudad de este ta-maño", dice Hine mientras toma un sorbo decafé en el gran salón de la estación de St. Pan-cras. "Estos espacios – o 'bolsillos' como yo losllamo– incluyen también los arcos debajo de laslíneas de tren elevadas.

Una ciudad que continuamente se reinventacomo Londres llenará automáticamente estos es-pacios. He notado también que estos proyectosson particularmente exitosos en sitios donde yahay infraestructura, como en las áreas alrededor

de las estaciones del metro". Hine toma el últimosorbo de café; tiene que moverse porque tieneque tomar el tren Eurostar hacia la capital belga,Bruselas, en una ruta que tendrá trenes de altavelocidad de Siemens a comienzos del 2014.

El día de trabajo de Ray Parcell está a punto determinar. Después de un turno de dos horas guardanuevamente su bus híbrido en el garaje y se loentrega al siguiente conductor. Más de estosvehículos ahorradores de energía planean ingresara los carriles de buses de Londres en los próximosaños, porque los contratos firmados de muchasrutas nuevas estipulan el uso exclusivo de buses

“Nuestros nuevos buses híbridosutilizan hasta un tercio menos de dieselque los vehículos convencionales”.

estas rutas es Thameslink, que recorre a Londresde norte a sur. Aquí se están construyendo nue-vas estaciones y la ruta está siendo actualizadapara acomodar el dramático aumento de la ca-pacidad de hasta 24 trenes por hora. Los planesbuscan también que trenes nuevos y más largosentren en servicio.

Siemens ha sido seleccionado como el pro-veedor preferido de 1.200 vagones de tren,del edificio de dos nuevos depósitos y delmantenimiento continuo. Esta combinación

hora pico. La pequeña compañía que opera,que es llamada Agencia de Creadores de Espa-cios, se especializa en mejorar los distritos ur-banos a un costo razonable. En el 2010, Hinele dio nueva vida al Mercado de Brixton en elSur de Londres al convencer al propietario deuna plaza de mercado histórica que permitierala realización de conciertos y expresiones ar-tísticas allí. Las tiendas vacías rápidamente sellenaron de inquilinos, e incluso los turistasempezaron a venir.

Los vehículos eléctricos pueden ser sólo tan ecológicos como la energía utilizada para accionarlos. Arriba: el parque eólico Gunfleet Sands, que está ubicado en la costa

sudeste de Inglaterra.

Calidad de Vida en la Ciudades | Nuevas Oficinas de Siemens

Siemens planea construir sus nuevas oficinas principales en el corazón de Múnich. Será uno de losedificios energéticamente más eficientes del mundo, y aunque no es usual, gracias a sus patios yrestaurantes interiores, el público podrá tener acceso a las instalaciones. Las nuevas oficinas de lacompañía reflejan su perspectiva orientada al futuro.

El CEO Peter Löscher y el Alcalde de Múnich

Christian Ude presentan los planos de las nuevas

oficinas de Siemens, las cuales establecerán normas

de transparencia, sostenibilidad y accesibilidad.

Una Obra Maestra Toma Forma

Múnich es una metrópoli vibrante, especial-mente, gracias al centro de la ciudad. Cual-

quiera que haya salido de la estación del metroOdeonsplatz en el centro, estará familiarizadocon la animada plaza de Feldherrnhalle en frentey con la cafetería Tambosi, que abrió en 1775.Con buen clima, sus mesas exteriores estarán ati-borradas de clientes que disfrutan de sus capu-chinos y de la dolce vita personal. Y justo pocos pasos adelante están Wittelsba-

cherplatz, que está rodeada en tres lados por ma-jestuosos edificios. Contrario a Odeonsplatz, estaplaza está casi siempre vacía, aunque el alcaldede Múnich, Christian Ude, dice que es "una de lasplazas más bellas y más intactas de la ciudad". Larazón es simple: los imponentes edificios de laplaza no están abiertos al público. Uno de los pa-lacios alberga al Ministerio del Interior Bávaro; y elotro a las oficinas principales de Siemens AG.En consecuencia, cuando Siemens decidió a

principios de 2010 construir sus nuevas oficinas,representantes de la ciudad y de la ciudad de Mú-nich acordaron que el nuevo complejo de edificiosdebería ser lo más transparente posible para in-yectarle nueva vida al área de Wittelsbacherplatz.Patios interiores modernos con áreas de exhibi-

18 Pictures of the Future | Otoño 2011

ción, cafés y restaurantes abrirán los edificios a lascalles vecinas, mientras los empleados de Sie-mens trabajan en los pisos de arriba.Siemens ha ocupado el sitio por décadas. En

1949 la compañía estableció sus oficinas en elPalacio Ludwig Ferdinand en Wittelsbacherplatz,que fue construido en 1825 por Leo von Klenze,uno de los arquitectos clásicos más renombra-dos. Incluso desde entonces, la compañía ha am-pliado sus locales. Desde los años 50 ha cons-truido, comprado y conectado edificios. Entreotras cosas, comisionó al arquitecto americanoRichard Meier para que construyera un edificioestupendo que fue terminado en el año 2000.Hoy el complejo es un conglomerado de edifi-cios de diferentes estilos, que ha llegado a sus lí-mites y que no soporta ya la mayoría de las inno-vaciones técnicas."El complejo de oficinas actual simplemente

no está listo para el futuro", dice Thomas Braun,jefe del nuevo proyecto de construcción de Sie-mens Real Estate (SRE). "Es casi imposible actuali-zar los edificios con tecnología representativa depunta, como aire acondicionado o tecnología decomunicaciones. Además, el diseño, que escomo una laberinto, no encaja ya con el concepto

de flujo de trabajo de la compañía, el cual le dauna alta prioridad a la comunicación entre losempleados". Esa es la razón por la que en el 2010Siemens decidió construir sus nuevas oficinas apartir de cero.

Planeación Transparente. El proceso de plane-ación fue transparente e interactivo. En un es-fuerzo por determinar qué nuevo edificio podríaofrecerle a la ciudad, Siemens incluyó a funciona-rios de la administración de la ciudad en su etapainicial. El objetivo era no sólo animar Wittelsba-cherplatz sino también construir los edificios lomás abiertos posibles y animar a los peatones autilizar los patios interiores. De esta forma, al dis-trito de los museos, mundialmente reconocidopor sus pinacotecas, que está localizado detrás delas oficinas, se podría llegar a pie desde el centrode la ciudad con relativa facilidad. La inclusión de la población de Múnich en el

proceso de planeación pronto se convirtió en otraprioridad principal. Muchos ciudadanos sacaronventaja de la oportunidad de asistir a un tallerpara expresar sus opiniones, que fueron luego te-nidas en cuenta durante la competencia de los ar-quitectos por la oferta. Hubo también discusio-

Pictures of the Future | Otoño 2011 19

nes profundas con varios grupos objetivo, inclui-dos los vecinos. Hoy todas las partes interesadaspueden mantenerse al día de los últimos desarro-llos por medio de sitios web, e-mail y una línea te-lefónica gratuita. En la siguiente fase, la reconocida firma de ar-

quitectura y planeación urbana Albert Speer &Partner organizó la competencia e invitó a las fir-mas de arquitectura a presentar propuestas. Des-pués de un elaborado proceso de selección que in-volucró a 40 firmas de Europa y a 100 del resto delmundo, Siemens y la ciudad de Múnich seleccio-naron los finalistas. Los criterios fueron claramentedefinidos: el nuevo edificio no debería impactar vi-sualmente a la histórica Wittelsbacherplatz, pero sídebería ejercer un atractivo magnético para laspersonas que no trabajan en el complejo. Adicio-nalmente, la arquitectura debería reflejar los valo-res y la historia corporativa de Siemens. Doce firmas de arquitectura llegaron a la

ronda final. Los planos que ellos presentaron fue-ron discutidos por 22 representantes de Siemensy de la ciudad de Múnich, incluido el CEO PeterLöscher y el Alcalde Christian Ude, al igual que es-pecialistas de las áreas de arquitectura, planea-ción urbana, conservación de monumentos y pla-

neación de espacios abiertos.El contrato le fue otorgado aHenning Larsen Architects, deCopenhague, Dinamarca.Según el jurado, el diseño

ganador de la firma logró lamejor combinación de modernismo y tradición."La apariencia de Wittelsbacherplatz no cam-biará. Los edificios ubicados al frente de la plazano serán tocados, al igual que las característicasactuales de la plaza", dice Louis Becker, uno delos tres directores administrativos de la firma dearquitectura, que fue fundada en 1959. "Sin em-bargo, detrás de esta histórica fachada construi-remos uno de los edificios más modernos y ener-géticamente eficientes del mundo."El nuevo edificio ofrecerá más de 45.000

metros cuadrados de espacio de suelo", dice elDr. Zsolt Sluitner, CEO de SRE. "A pesar de suenorme tamaño, queremos que el edificio ge-nere su propia energía. Las nuevas oficinas seránprácticamente un edificio que consumirá ceroenergía". Las fachadas en forma de V, los reflec-tores especiales y los patios interiores conecta-dos y abiertos al tránsito de peatones, maximiza-rán la cantidad de luz día que entra a las oficinas.

Unidades fotovoltaicas en el techo y en las facha-das de vidrio y piedra, al igual que el uso de aguasubterránea y de aguas lluvias para enfriar el edi-ficio y proveerlo de agua potable, ayudarán a lasnuevas oficinas a evitar las emisiones de CO2. Sise necesitara de energía adicional en el futuro,sólo se utilizarán fuentes de energía alternativa."Nuestra meta es cumplir con las normas inter-nacionales de Edificios Ecológicos más estrictas,o incluso superarlas, como la LEED Platino o laDGNB Oro", agrega Sluitner. El costo del edificio,que será inaugurado a finales de 2015, está pordebajo de tres dígitos de millones. Sus sistemastecnológicos serán no sólo ultramodernos, sinoque también estarán a la vanguardia durantemuchos años.Se espera también que las nuevas oficinas

establezcan nuevos puntos de referencia en tér-minos de condiciones de trabajo. Diseños de pi-sos flexibles harán posible adecuar cualquiertipo de oficina. Por ejemplo, las oficinas deplanta abierta, especialmente diseñadas, po-drán estimular el espíritu de trabajo en equipo.Las tecnologías de punta en comunicaciones,les permitirán a los empleados trabajar flexible-mente sin verse atados a un escritorio especí-fico. "Nuestro nuevo concepto de sitio de tra-bajo en las Oficinas de Siemens fue una de laspiedras angulares del nuevo proyecto de cons-trucción. No importa dónde trabajemos siem-pre y cuando los resultados sean buenos", diceSluitner. "Queremos que los empleados disfru-ten de la flexibilidad al máximo".Durante el periodo de construcción, muchos

empleados tendrán que trasladar sus sitios de

trabajo a sitios cercanos a Siemens. El proceso dedemolición empezará a finales de 2012 ycontinuará por varios meses. "En este medioambiente sensible, un proceso de demoliciónrápido con una bola de demolición esimpensable", dice Braun. "Aparte del respeto porlos edificios históricos cercanos, los vecinos y losnegocios locales, un proceso de demolicióncuidadoso y, sobre todo, poco ruidoso, seránecesario antes de que pueda empezar laconstrucción del nuevo edificio a mediados ofinales de 2013".A principios de 2016 por tarde, Múnich

tendrá entonces una nueva atracción "verde"para los visitantes. Será un realce tecnológicoen el centro histórico de la ciudad –una obramaestra de Siemens que será admirada y dis-frutada por los empleados de la compañía ypor el público en general.

Sebastian Webel

Aunque el edificio ofrecerá más de45.000 metros cuadrados de espacio,generará su propia energía.

Calidad de Vida en las Ciudades | Concepto de Vehículos

Los metros y los tranvías desempeñan un papel importante en la reducción de la congestión del tráfico urbano. Pero los sistemas de transporte masivo más viejos, los cuales son típicos de las ciudades de las naciones industrializadas, pueden ser difíciles de optimizar. El nuevo concepto de plataforma de Siemens ofrece una solución flexible y asequible.

El Avenio (página opuesta, segundo desde la

izquierda) y el Inspiro (imagen grande) utilizan

diseños de plataforma que permiten una amplia

gama de variaciones de equipamiento. Siemens

tiene muchos años de experiencia en este campo,

incluida la ganada con el metro de Oslo.

Construye Tu Propio Tren

Amedida que más personas se movilizan dentrode las áreas metropolitanas, se están poniendo

a prueba los límites de los sistemas de transporteexistentes. Las ciudades de todo el mundo estánabordando este problema de formas diferentes.China, por ejemplo, está invirtiendo mucho en laexpansión importante de sus sistemas de trans-porte público. Estos proyectos gigantescos hacenposible fabricar un gran número de productos, y és-tos permiten estandarizaciones y reducciones decosto. La situación es diferente en muchas ciudadeseuropeas, donde las redes de metro y tranvías tie-nen a veces varias décadas. Con el tiempo, la mayo-ría de estos sistemas han experimentado ampliacio-nes y renovaciones. El resultado son colchas deretazos que ofrecen pocas posibilidades de optimi-zación o de estandarizaciones para reducir costos."Cada sistema de tranvía es único, con sus propias

curvas, pendientes, vías y sobre todo, calidad", diceMatthias Hofmann, gerente de producto de tranvíasde Siemens Mobility en Erlangen. Las ciudades quetienen una larga historia de tranvías, por ejemplo, tie-nen mayor probabilidad de tener curvas pronuncia-das y material de vías obsoleto. "Si un tranvía no esperfectamente ajustado a la vía, se podrán liberar

20 Pictures of the Future | Otoño 2011

enormes fuerzas en algunas curvas –el desgaste enla vía y en el vehículo es en consecuencia alto, y hahabido casos donde algunos pasajeros han sido sa-cudidos en sus propias sillas", dice Hofmann.

Enfoque en Flexibilidad. Los ingenieros de Sie-mens identificaron este problema y desarrollaronun tranvía llamado Avenio. En vez de tener un cha-sis rígido flanqueado por un cuerpo del vehículolargo, que era el método acostumbrado en el pa-sado, este tranvía presenta camiones giratorios enuna posición central debajo de cada módulo. Es unprincipio sencillo, pero con consecuencias impor-tantes debido a que produce como resultado la dis-tribución simétrica de las fuerzas y una gran reduc-ción del estrés al que son sometidas lasarticulaciones del tranvía. Esa es la razón por la queel Avenio se puede desplegar con flexibilidad –in-cluso en los sistemas de vías desgastados más vie-jos. "Por ejemplo", dice Hofmann, "en Budapest,con sus calles estrechas, las viejas secciones y lasvías complicadas, pusimos a andar un tranvía500.000 kilómetros sin que produjera un torque ex-cesivo en los juegos de ruedas. El desgaste y la rup-tura de la ruedas representó sólo una tercera parte

en comparación con los diseños utilizados por losvehículos contemporáneos en los sistemas de tran-vía bien mantenidos de Europa occidental". Elefecto secundario agradable aquí es que la reduc-ción del degaste genera un viaje más confortablepara los pasajeros. Los viajes tienden a ser más tran-quilos y más suaves; los pasajeros ya no son presio-nados hacia un lado, ni escuchan el rechinar rui-doso y estridente al moverse entre las curvas. El Avenio tiene también una longitud y una am-

plitud flexibles que los clientes pueden determinarpor sí mismos, y utiliza una tecnología de piso bajobastante sofisticada. Como la tracción en las llantasestá situada en los lados de los carros y son fácil-mente accesibles para el mantenimiento, se puedeutilizar el espacio entre las ruedas. En el Avenio, elpiso es, por lo tanto, consecuentemente bajo –a sólounos centímetros por encima de la vía. Junto con susgrandes puertas dobles, esto permite el uso comple-tamente libre de barreras del tranvía por parte de pa-sajeros con carros para bebés o en silla de ruedas, porejemplo. Otra parte destacable que hace del Avenioun tranvía completo y amigable con el usuario, concostos bajos durante el ciclo de vida, incluye el frenoeléctrico, el cual opera hasta que el vehículo se de-

Pictures of the Future | Otoño 2011 21

tiene, una ventaja no hallada en los modelos anterio-res; así como los componentes auxiliares que se des-conectan cuando el vehículo está parado; el sistemainteligente de manejo de energía; y el índice de reci-claje de aproximadamente el 90% (ver p. 88).Los expertos en metros de Siemens Mobility co-

nocen ampliamente del sinnúmero de incertidum-bres relacionadas con las diferentes infraestructurasde transporte. En esta área, sin embargo, las diferen-cias en la calidad de las vías son el desafío menos im-portante. "Como el primer sistema de metro entróen servicio en Londres en 1863, se ha desarrolladouna colección impresionante de diferentes trenessubterráneos, en particular en el Occidente de Eu-ropa, y todos ellos difieren en cuanto a altura, longi-tud, amplitud y equipo técnico", dice Sandra Gott-Karlbauer, jefe de la Unidad de Negocios de Metrode Siemens en Viena, Austria. Así, en el pasado, cualquier sistema de metro

que se ordenara tenía que ser ajustado a la red devías correspondiente. En comparación con los tre-nes estandarizados, esto produce como resultadotiempos de desarrollo más prolongados y –espe-cialmente en el caso de los procesos de producciónpequeños –costos más altos.

clientes obtienen simplemente lo que necesitan.En ese sentido, hemos tapado la brecha entre laestandarización y la individualización", añadeChmelar. Y gracias a la economía de escala y a losmenores costos de desarrollo, los riesgos son me-nores, con índices de falla más bajos y reducciónde los costos de mantenimiento y reparaciónpara los operadores.También hay refinamientos técnicos, como los

sistemas de recuperación de la energía del frenado,y la opción de operación sin conductor. "El desarro-llo del Inspiro hizo uso de nuestra experiencia conmetros en Oslo y con los metros sin conductor enNúremberg", añade Gott-Karlbauer (ver Pictures ofthe Future, Primavera de 2010, p. 22, y Primaverade 2008, p. 74). La construcción en aluminio, quehace del Inspiro el metro más liviano disponible enla actualidad, y el índice de reciclaje de hasta el95%, garantizan definitivamente que el tren sea elcampeón en eficiencia. Pero eso sólo no es suficiente para sacar de las

carreteras a los usuarios de carros y ponerlos en tre-nes. Conexiones de transporte que operen fluida-mente (ver p. 22), los intervalos más cortos posi-bles entre los trenes, las preferencias estéticas y,

sobre todo, la comodidad de los pasajeros sonesenciales. Para lograrlo, Siemens contrató diseña-dores de productos de BMW Designworks USA,para que conceptualizaran el exterior del Inspiro, aligual que su mobiliario interior. El resultado: entra-das grandes y atractivas le permiten a los pasajerosabordar el tren con facilidad; luces LED ofrecen unambiente luminoso variado, y las amplias islas ofre-cen la sensación de espacio. Una especificación deldiseño que realmente hizo sudar a los desarrollado-res fue la necesidad de un compartimento de pasa-jeros libre de gabinetes eléctricos. Esto se logró pormedio de varios trucos técnicos. Los diseñadores lepusieron también mucha atención a la informacióny a los sistemas de seguridad a bordo como panta-llas, cámaras y sensores de incendios, que hacenque los pasajeros se sientan seguros.El tren está claramente en la ruta hacia el

éxito en el mercado. Múnich ha ordenado 21 tre-nes con componentes del Inspiro, y Varsovia –una de las ciudades de mayor crecimiento en Eu-ropa– ha comisionado 35 trenes de seissecciones como prueba general para su sistemade transporte del futuro.

Sebastian Webel

Vía Rápida para la Fijación de Precios en un Mercado Dinámico

El tiempo es oro. Con esto en mente, en enero

de 2011 la ciudad de Tel Aviv abrió un carril

de tráfico especial que, en síntesis, garantiza

un flujo libre. Todo lo que usted tiene que ha-

cer es pagar. El mercado decide el precio. Si el

tráfico se congestiona, el precio del "carril rá-

pido" aumenta. Los viajeros pueden decidir

entonces si un tiempo de conducción más cor-

to en el carril especial justifica el costo, o si

prefieren refrescarse los talones en el trancón.

La idea no es nueva. Carriles especiales de este tipo se han utilizado por años en los EE.UU. Pero allí és-

tos son parte de un sistema rígido en el cual los costos de los peajes están basados en la hora del día y

establecidos en los avisos de tráfico. Para el carril rápido de Israel, de otra parte, Siemens trabajó con la

Universidad Técnica de Múnich para desarrollar un procedimiento basado en software que, por primera

vez, determina los costos dinámicamente, con base en el volumen de tráfico. El sistema calcula el peaje

minuto a minuto. Detectores en el asfalto miden el número de carros y su velocidad en tiempo real. El

resultado es que aproximadamente 6.000 carros utilizan ahora el carril especial de casi 13 kilómetros to-

dos los días. Esto se traduce en menos estrés para los conductores, en menores emisiones para el medio

ambiente, e incluso en un poco de alivio para quienes avanzan poco a poco por la via normal.

"Con el fin de seguir haciendo negocios en elsegmento de metros a nivel global, tuvimos que re-ducir dramáticamente el costo de los vehículos indi-vidualizados sin sacrificar la calidad", recuerda Gott-Karlbauer. La solución fue la plataforma de metroInspiro, un vehículo basado en el método de losbloques de construcción. "Los clientes pueden crearsus propios metros personales a partir de módulosprefabricados estandarizados", explica WernerChmelar, gerente de la plataforma Inspiro de Sie-mens Mobility en Viena. "Esto conlleva un costo be-neficio alto. Podemos satisfacer las necesidades delos clientes con productos adecuados, pero no te-nemos que desarrollarlos a partir de cero, gracias anuestro método de bloques de construcción".La plataforma es esencialmente similar a una

configuración de autoindustria, con la excepciónde que en este caso el cliente tiene más opcionesde dónde escoger. Por ejemplo, el vehículo basedel Inspiro es una unidad de seis secciones. Sonposibles configuraciones con 3 – 8 secciones condiferentes grados de motorización y característi-cas. "Los trenes se pueden ensamblar de acuerdocon los requerimientos –lo que significa un preciode compra atractivo para cada cliente, porque los

Calidad de Vida en las Ciudades | Movilidad Conectada en Red

En el futuro, los sistemas de transporte conectados en red y la información puntual sobre lasconexiones más rápidas ayudarán a los habitantes de las ciudades a llegar a sus destinos con facilidad,a pesar del aumento de la densidad del tráfico. El automóvil estará aún entre nosotros en el 2050,pero será sólo uno de los muchos modos de transporte.

Desde los buses y bicicletas

alquiladas en Denver, hasta los

carros eléctricos (siguiente página,

abajo a la derecha) –con una mesa

multi-táctil y una aplicación de

movilidad de Siemens (página

siguiente, parte superior), los

medios de transporte se fusionan en

sistemas de transporte integrados.

Flexibilidad en Movimiento

Marcus Zwick se siente optimista. Es el final dela tarde de un viernes y el trabajo de la se-

mana ya se ha hecho. Como gerente de Siemens,Zwick ha llegado a casa en un suburbio de Múnich.El está pensando en ir a ver un partido de fútbolesta noche; durante su almuerzo compró en líneaun boleto para el juego. Un vistazo rápido a su telé-fono inteligente le indica que tendrá que salir enmedia hora si quiere llegar a tiempo antes del pita-zo inicial. En su camino hacia el estadio, el tráficoestá todavía moviéndose suavemente.

Cuando el tráfico se pone más pesado, suteléfono inteligente lo dirige a través de la ciu-dad –le quedan todavía 40 minutos para llegarantes de que el partido empiece. De repente,el dispositivo móvil en el parabrisas emite untono estridente; una voz emite una adverten-cia de trancón y le recomienda a Zwick par-quear su carro y abordar un tren de cercaníasque lo llevará al estadio a tiempo. El toca lapantalla con la punta de un dedo, y el sistemade navegación cambia automáticamente eldestino y lo guía hacia el sitio de parqueo máscercano. En el camino, el software del teléfonointeligente le compra el tiquete, garantizandoque Zwick no pierda tiempo y pueda simple-mente tomar su asiento en el tren.

22 Pictures of the Future | Otoño 2011

Aunque este escenario no existe completa-mente aquí todavía, llegará pronto el día en queuna aplicación de movilidad cargada en un teléfo-no inteligente le permite a las personas viajar conmayor seguridad y rapidez entre las ciudades. Aligual que Marcus Zwick y sus compañeros de Sie-mens, investigadores y compañías de todo el mun-do están trabajando en soluciones que puedan co-nectar en red estrechamente varios modos detransporte urbano entre sí, para que puedan sercontrolados de manera inteligente.

La idea detrás de esto es que para transportar-se efectivamente y rápidamente desde A hasta Ben el futuro, la gente será guiada a través de loslaberintos urbanos por sistemas inteligentes. Losviajeros y los que se desplazan a diario hacia eltrabajo no estarán limitados a sólo un medio detransporte; en vez de ello intercambiarán diferen-tes modos, dependiendo de las condiciones deltráfico, de la ruta en cuestión y de las preferen-cias personales –pasar de un carro eléctrico a unmetro, de un tren de cercanías a una bicicleta al-quilada, o utilizarlos todos. Los sistemas indivi-duales que se necesitan para esto ya se encuen-tran disponibles. El desafío es conectarlos demanera inteligente para que puedan ser controla-dos más efectivamente para mejorar su utilidad.

La demanda de sistemas de transporte inteli-gentes conectados en red está creciendo rápida-mente. Según el más reciente estudio de Frost &Sullivan, en el 2025 aproximadamente 4.5 billo-nes de personas vivirán en ciudades –un billónmás que hoy y el equivalente al 60% de la pobla-ción del mundo. A nivel mundial, hay aproxima-damente 30 megaciudades con poblaciones demás de 10 millones de habitantes cada una, aligual que conurbaciones como la región de Ruhren Alemania, con sus redes fuertemente tendidasde centros urbanos. Muchas megaciudades y co-nurbaciones están sufriendo hoy de trancones detráfico crónicos, de falta de espacios de parqueo yde mala calidad del aire.

Carros: Símbolos de Estatus que se Desva-necen. Para garantizar que la vida en la mayoríade las ciudades continúe siendo atractiva, los to-madores de decisiones de las municipalidades es-tán trabajando con los proveedores de movilidadpara encontrar nuevas soluciones. Por ejemplo,Hans Rat, Secretario General de la Asociación In-ternacional de Transporte Público (UITP) con sedeen Bruselas, está seguro de que el transporte pú-blico local desempeñará un papel decisivo en es-tos desarrollos.

Pictures of the Future | Otoño 2011 23

Las megaciudades de Oriente Medio hanidentificado también este problema. Los planea-dores le han asignado alta prioridad a la integra-ción de los sistemas de transporte en Dubái, porejemplo, donde las líneas de metro, los buses y eltransporte marítimo están conectados por un nú-mero cada vez mayor de estaciones de conexiónmultimodal. En todas las estaciones del metrohay disponibilidad del servicio de autobús, inclu-so en aquellas de las áreas periféricas. Las tarifasse pueden pagar por medio de una "tarjeta inteli-gente" o con la aplicación e-ticket del teléfono in-teligente, facilitándole a la gente el intercambiode los medios de transporte. En vez de tener queseguirle la pista a los precios de las tarifas, losusuarios pagan por la distancia que han recorridoy pueden utilizar también la tecnología inteligen-te para pagar por el parqueo.

En Europa, según el Prof. Stefan Bratzel del"Centro de Automoción" de la Universidad de Cien-cias Aplicadas de Bergisch Gladbach, Alemania, losbuses y los sistemas de trenes se están convirtien-do en los sistemas preferidos de transporte, ya quemás y más gente joven de las grandes ciudadesestá escogiendo no comprar carros. En un estudiodenominado "Jugend und Automobil 2010" (LaGente Joven y el Automóvil 2010), Bratzel y su

equipo encuestaron a másde 1.100 personas con eda-des entre 18 y 25 años. Losresultados indicaron clara-mente que este grupo ya noconsidera el carro como unsímbolo de estatus.

Y los estudios realizados desde mediados de2000 por el Prof. Peter Kruse, un sicólogo estable-cido en Bremen, han confirmado esta tendencia."La movilidad solía representar libertad, y eraconsiderada como un privilegio. Hoy, la libertadtiende a ser expresada a través de teléfonos mó-viles en vez de carros", dice él. El objeto de deseoy el símbolo de independencia personal está cadavez más convirtiéndose en una herramienta conlos pies en la tierra de la funcionalidad móvil. Mu-chos consumidores creen subconscientementeque el automóvil es sólo una de las muchas for-mas de transporte.

El mismo hallazgo fue reportado por los investi-gadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas e In-vestigación en Innovación de Karlsruhe, Alemania.En su estudio, "Visión del Transporte Sostenible enAlemania", ellos predicen que sólo uno de cadacuatro habitantes de las grandes ciudades tendrácarro propio en el 2050. "Las bicicletas y los vehícu-

los eléctricos livianos y altamente eficientes son losnuevos símbolos de estatus de los habitantes delas ciudades", informan los investigadores.

La Movilidad como un Servicio. Los fabricantesde vehículos como BMW y Daimler se han estadoadaptando durante cierto tiempo a los deseos cam-biantes de sus clientes en términos de movilidad.En el futuro, los consumidores querrán poder com-prar no sólo carros, sino movilidad por encima detodo. Aparte de las ofertas de compartir los carroseléctricos en las ciudades, estas compañías se estánenfocando en las conexiones con los sistemas detransporte público. BMW quiere crear opciones deparqueo y viaje más atractivas, por ejemplo, pormedio de mejores señales que indiquen las áreasde parqueo e información publicada en línea, quemuestre el número de espacios de parqueo dispo-nibles y las horas de partida de los próximos trenes.

Daimler está ofreciendo no sólo su servicio decar2go para el alquiler de sus carros de marcaSmart en las ciudades de Ulm, Hamburgo, Austin yVancouver, sino también un nuevo tipo de com-partir el auto, que reúne a conductores y pasajerosen casi tiempo real con la ayuda de teléfonos inteli-gentes o de computadores personales. Esto haceposible por primera vez coordinar el compartir elcarro para viajes cortos en un instante, lo cual po-dría facilitar la congestión del tráfico urbano. Todolo que queda por hacer ahora, insiste el Dr. MartinZimmermann, Vicepresidente de Estrategias,Alianzas e Innovación Comercial de Daimler, es in-terconectar todos los servicios de transporte públi-co para conseguir la máxima eficiencia. Esto, cree

él, hará el transporte multimodal muy atractivo.Este proceso ya ha empezado. La propagación dela Internet móvil ofrece un tremendo potencialpara el transporte en red más eficiente en las ciu-dades. "Las tecnologías de comunicación móvilesestán haciendo posible realizar algo llamado 'co-municación carro – infraestructura', que permiteuna respuesta más rápida por parte de los sistemasde control de tráfico", dice Zwick.

Este concepto ya está tomando forma en Hous-ton, donde los expertos en movilidad de Siemenshan implementado una solución de control de se-máforos inteligente que registra no sólo cuántos ve-hículos se están aproximando a una intersección,sino también su velocidad. Controla el tiempo delsemáforo dinámicamente con base en el númerode vehículos en aproximación. Aparte de facilitar elflujo del tráfico, la nueva tecnología está diseñadatambién para ayudar a los buses a llegar a tiempo.La infraestructura determina si un bus está llegan-

Las bicicletas y los vehículos eléctricoslivianos y altamente eficientes son losnuevos símbolos de estatus de loshabitantes de las ciudades.

Calidad de Vida en las Ciudades | Proyecto SmartSenior

Soluciones Inteligentes

Helga Hohmann enciende el TV poco despuésde que se levanta. La pantalla muestra su

nombre de usuario, después de lo cual Helga, quetiene 72 años de edad, ingresa su contraseña.Grandes íconos aparecen inmediatamente con ti-tulares como "Comunicación", "Salud", "Asisten-cia", "En Casa" y "Calendario". Helga hace clic en"Calendario" para ver la programación que tienepara hoy. Ella tiene una cita médica a las 11, unasesión de terapia física a las 3 y una cita con susamigos a las 6. Sin embargo, nada de esto le exigeque abandone su apartamento, porque cada citase podrá hacer virtualmente –a través del portaldel servicio de televisión, que incluye un sistemade comunicación de audio-video.

Así es como podría ser la vida de algunos adul-tos mayores en un mundo con sistemas de VidaCotidiana Asistida -AAL por sus siglas en inglés-,que les permiten mantenerse independientes, sa-nos, seguros y móviles durante mayores periodosde tiempo. Los desarrollos demográficos dejanclaro que algo tiene que hacerse. Por ejemplo,una de cada tres personas en Alemania tendrámás de 60 años en el 2035. En respuesta a estosdesarrollos, un proyecto de investigación llamado"SmartSenior" ha reunido a 28 firmas industrialesy organizaciones de investigación bajo la dirección

24 Pictures of the Future | Otoño 2011

do tarde y cambia la luz a verde para permitirle alconductor compensar el tiempo perdido (Picturesof the Future, Primavera de 2011, p. 91).

Pantalla Multi-Táctil. Los elementos individualesde las infraestructuras inteligentes se están hacien-do cada vez más inteligentes, pero eso no es sufi-ciente. "La información de los sistemas de tráficonecesita todavía ser incluida y utilizada para con-trolar y optimizar el flujo de tráfico", dice Zwick.

Siemens es un proveedor mundial, no sólo decomponentes de infraestructura de tráfico –inclui-dos semáforos y sistemas de manejo de tráfico–sino que está desarrollando también hardware ysoftware para sistemas de control de tráfico y solu-ciones de tecnología de información para recogerla información asociada y ponerla a disposicióncomo nuevos servicios. Por ejemplo, la unidad deSoluciones Innovadoras de Movilidad de Siemens,que tiene oficinas en Erlangen y en Múnich y quees dirigida por Zwick y un colega, ha desarrolladouna pantalla multi-táctil gigante que le facilitará alpersonal del centro de control de tráfico de las ciu-dades principales obtener una visión general de lascantidades crecientes de información.

La pantalla multi-táctil recoge información deltráfico individual y de los sistemas de informacióny la visualiza para el personal. Simplifica tambiénlas interacciones entre el personal de las diferentesáreas de responsabilidad. Amplía las visualizacio-nes de las calles, las vías cerradas o las unidades deconexión de información entre sí en una superficiecompartida –todo se puede hacer sólo con el mo-vimiento de la punta de un dedo, como ocurre conlas tabletas PC de hoy.

"Cada actividad es visualizada y transparentepara los involucrados", dice Zwick. La pantalla, quese encuentra aún en la fase de prototipo, está idea-da para demostrar qué es lo que va a ser posible enel futuro. Y lo que es más, para el personal que estáviajando, la información puede ser transmitida adispositivos móviles para que ellos también pue-dan ser incluidos en la toma de decisiones. Apartede acelerar los tiempos de reacción, esto hará tam-bién la coordinación más precisa y segura. Los bu-ses y los trenes llegarán a tiempo, con menos tiem-pos de espera entre las conexiones.

Mucha de esta información, desde luego, esta-rá también a disponibilidad del público. Sus dispo-sitivos inteligentes les dará acceso a las actualiza-ciones de la situación y les permitirá optarespontáneamente por un modo alternativo detransporte –así como Zwick hace cuando quierereunirse con sus amigos en la ciudad después delpartido de fútbol. Un vistazo a su teléfono inteli-gente le indica que ellos están en el restauranteespecializado en carnes. Eso es perfecto. Él estálisto para una buena cena. La aplicación de movili-dad le indica que puede estar en el restaurante en30 minutos si toma el metro. No queriendo haceresperar a sus amigos, revisa el menú y ordena.

Hans Schürmann

Pictures of the Future | Otoño 2011 25

Conectados en red, activos y móviles – así es como los adultos mayores podrán mejorar su calidad devida si el proyecto llamado SmartSenior se hace realidad. El proyecto establece el escenario para unagama de servicios médicos y opciones de comunicación personalizados. La prueba de campo serálanzada en Potsdam en el 2012.

Todos los componentes del SmartSenior deberán

interactuar perfectamente –desde el transmisor

(izquierda), el lector de presión arterial y el Med-I-

Box (arriba) hasta la webpad y el teléfono

inteligente del sistema.

de Deutsche Telekom Laboratories (T-Labs). Entrelas compañías participantes se encuentran Sie-mens, BMW, Alcatel-Lucent, Charité UniversityHospital de Berlín, el Centro Alemán de Investiga-ción de Inteligencia Artificial, la Universidad Técni-ca (TU) de Berlín y la compañía administradora debienes raíces GEWOBA en Potsdam. El Ministeriode Educación e Investigación de Alemania haaportado €24 millones como financiación del pro-yecto, donde €17 millones adicionales provienende compañías industriales, entre ellas Siemens,con €5 millones (ver Pictures of the Future, Otoñode 2010, p. 100).

El proyecto, que fue lanzado en el 2009, cons-ta de nueve subproyectos para el desarrollo de in-novaciones que integren las tecnologías y los ser-vicios de información y comunicación, incluidoslos servicios de atención de emergencias, las so-luciones de seguridad en casa, los sistemas de re-des sociales y los centros de servicios de teleme-dicina. El desafío principal radica en laestandarización e integración de varios aparatos–desde televisores y teléfonos inteligentes hastaelectrodomésticos y carros. "SmartSenior es el lí-der en Europa en cuanto a su alcance y objetivode integrar tantos servicios en una sola platafor-ma", dice Michael Balasch, Director de Investiga-

ción & Innovación de T-Labs y coordinador gene-ral del consorcio SmartSenior.

Prueba de Campo con Adultos Mayores. Laprueba de campo de tres meses que será lanzadaen la primavera de 2012 demostrará si todas lastecnologías encajan entre sí y qué tan bien seránaceptadas por los usuarios. Para esto, 35 aparta-mentos existentes de Potsdam serán equipadoscon conexión a Internet de alta velocidad y un cen-tro de datos conocido como AAL Home Gateway, ycon varios sensores de ambiente. Todos los residen-tes tendrán 50 o más años. El apartamento modelopara la prueba en Potsdam tiene una pantalla planaen la sala que muestra la interfaz del SmartSenior,un decodificador para la comunicación de audio-vi-deo de alta resolución vía televisión, una cámara yun teléfono manos libres. Los sensores en los mar-cos de las ventajas registran si las ventanas estánabiertas o cerradas, mientras que los sensores deltamaño de la palma de la mano en el techo recolec-tarán información sobre la temperatura, condicio-nes de iluminación y posibles fugas de gas. La ma-yoría de estos sensores operan autónomamente ytransfieren su información al Portal.

"Sólo le tomará al sistema una semana paraaprenderse la rutina diaria del residente con

base en la información de los sensores", diceKarsten Raddatz de la Universidad Técnica deBerlín. Si el adulto mayor sale de la casa y dejauna ventana abierta que normalmente deberíaestar cerrada, al adulto le enviarán un mensaje asu teléfono inteligente. La información sobre losmovimientos del adulto mayor es también valio-sa. Consideremos el siguiente ejemplo: un resi-dente va al baño entre las 2 a.m. y las 3 a.m.como es usual, pero no regresa al dormitorio en10 minutos como normalmente lo hace. El siste-ma registrará esta anomalía y envía una señal alcentro de asistencia, el cual intentará contactaral adulto mayor por teléfono. Si este intento fa-lla, el centro de asistencia notificará al centro derescate de emergencias.

Las posibilidades de personalización que el sis-tema ofrece y la naturaleza modular de las solu-ciones son muy importantes porque, como diceBalasch, "cada adulto mayor es único". Algunaspersonas más viejas son más móviles que otras ypueden usar la plataforma para mantener contac-to con la familia y los amigos, utilizando a la vezsus cómodos servicios para hacer sus vidas másfáciles. Otros son susceptibles a caídas o se en-cuentran en riesgo de tener un ataque. Esa es larazón por la que la prueba de campo incluye tam-

Para los Adultos Mayores del Mañana

fermeras y técnicos médicos de urgencias traba-jan en el primer nivel. "Ellos actúan como agentesmédicos y deben ser entrenados para comunicar-se en consecuencia", dice Schultz. El segundo ni-vel lo conforman médicos con alta disponibilidadque puedan reaccionar rápidamente, al igual queespecialistas bien entrenados que no siempre es-

tán disponibles. Los miembros del personal de te-lemedicina trabajan en pantallas de computadorcon sistemas de audio-video de alta resolución."Obviamente, el médico que realmente se entre-viste con el paciente podrá obtener informaciónno verbal a través del examen manual o incluso através de la percepción de cosas como los olores",explica Schultz. "Pero parte de esta información se

so, la temperatura corporal, la presión arterial y lafrecuencia respiratoria. Ella puede ahora utilizar elcontrol remoto para activar la conexión de audio-video "Televisit". Poco después ella será saludadapor el asistente del médico en el centro de teleme-dicina, quien luego la pondrá en contacto con sumédico. "Es importante que el usuario pueda iden-tificar los elementos inter-activos y operarlos intuiti-vamente en el TV y con lasterminales móviles comolos teléfonos inteligentes",explica Göllner.

"La cita de telemedicinaavanza igual que una visitanormal al médico o queuna llamada de atención en casa", dice el Dr. Mar-tin Schultz, jefe del Centro de Telemedicina en elCharité Hospital (TMCC) de Berlín. En este marco,una enfermera puede actuar como recepcionistasolicitando información sobre la condición del pa-ciente y preparando el archivo electrónico del pa-ciente. El médico obtiene luego la información so-bre las posibles patologías, síntomas y

26 Pictures of the Future | Otoño 2011

bién un entrenador interactivo para prevenir caí-das. Más tarde podrá ser posible para el personaldel hospital o de los servicios de urgencias utilizarla función de video para tener una idea de quéestá pasando antes de que lleguen –suponiendoque el usuario ha aprobado el uso de esta función.Siemens está desarrollando también un reloj queregistra los movimientos y la información vital dequien lo usa, y luego transmite la información alAAL Home Gateway (ver Pictures of the Future,Otoño de 2010, p. 100).

Uso Flexible. "Hemos presentado varios escena-rios que agrupan objetivos de médicos, del usua-rio e individuales", dice Stefan Göllner de la TU deBerlín y del Laboratorio de Calidad y Usabilidad deT-Lab. Aquí, los grupos de usuarios están com-puestos por adultos mayores y sus familias, médi-cos, técnicos médicos de urgencias, fisioterapeu-tas y otros proveedores de servicios comousuarios secundarios y co-usuarios. Todos estos

Home Gateway y la unidad de comunicación mé-dica Med-I-Box se pueden instalar en cualquierparte de la casa. Sin embargo, debido a considera-ciones legales, la prueba de campo no les ofrece alos participantes ningún servicio médico real. Lasemergencias por lo tanto sólo se simularán paraevaluar qué tan bien funciona el sistema de asis-tencia y cómo interactúan los usuarios entre sí.

Helga Hohmann es uno de los individuos ficti-cios creados para el escenario SmartSenior. Ella hasido sometida a varias operaciones de cadera y uti-liza el transporte público para ir hasta donde sumédico, pero también ha expresado el deseo deencontrarse con su médico "con menos molestias".Esa es la razón por la que el escenario le pide reco-ger su archivo de paciente personal poco despuésde las 11 a.m., a través del ícono "Salud" de la pla-taforma SmartSenior, en su pantalla de TV. Ella re-visa sus signos vitales, que los sensores en su reloj,su pulsioximetro y los dispositivos externos han en-viado al sistema. La pantalla muestra luego su pul-

medicamentos que está tomando. Todos los diag-nósticos preliminares se pueden visualizar en elportal SmartSenior. "La información para el pa-ciente y el médico será procesada y presentada deuna manera diferente", explica Schultz. El archivoelectrónico del paciente contiene toda la informa-ción relevante, como los resultados del ECG (Eco-cardiograma), la presión arterial, los medicamen-tos, etc. Dice Schultz: "Todo es revisado por unsistema de diagnóstico automático. Se puede lla-mar a otros médicos como consulta si es necesa-rio, y las bases de datos médicas se pueden acce-sar para determinar las posibles interacciones delos diferentes medicamentos".

Servicio Más Efectivo. El TMCC está desarro-llando el centro de servicio de telemedicina delproyecto, el cual opera como un centro de llama-das en el cual se priorizan y envían las llamadasentrantes. Hay varios niveles de servicio, cada unocon su propia área de experiencia. Cuidadores, en-

usuarios potenciales estarán conectados en red através del portal de Servicios del SmartSenior. Es-tos serán accesibles a través de dispositivos de co-municación fijos o móviles para manejar las ur-gencias, las consultas regularmente programadasy las sesiones de entrenamiento interactivas –porejemplo, durante los periodos de rehabilitación fí-sica después de una caída o de un ataque. Losmiedos de los usuarios fueron tenidos en cuentaen los escenarios. Por ejemplo, algunas personaspodrían sentirse nerviosas frente al uso de la tec-nología o tener el temor de que están siendo ob-servados.

Para alejar estos temores, los dispositivosSmartSenior se han diseñado para combinarseperfectamente con los alrededores normales delos usuarios. Ningún residente o visitante notaráincluso a primera vista que el apartamento estáequipado con sistemas de asistencia técnica. Eldecodificador, por ejemplo, es un componente decomunicación no médico que se asemeja a una vi-deograbadora, los sensores de los marcos de lasventanas y el techo tienen un tamaño y diseño si-milar a las alarmas de incendio y de robo, y el AAL

La telemedicina es una opción atractivapara los adultos mayores, no sólo en lasciudades, sino también en las áreasrurales con escasez de médicos.

Soluciones como una Camiseta ECG les permiten a los adultos mayores leer sus signos vitales y transmitirlos directamente al médico a través de la plataforma SmartSenior

puede recoger también en telemedicina por lapresencia física de los miembros de la familia, unaenfermera o un fisioterapeuta". La telemedicina esuna opción atractiva para los adultos mayores, nosólo en las ciudades, sino también en las áreas ru-rales donde escasean los médicos. En situacionesde urgencia, los médicos de telemedicina puedenexplicarle a la gente cómo ayudarse a sí mismoshasta que llegue la asistencia profesional.

La recolección de información médica por sen-sores que miden y transmiten información sobrela saturación de oxígeno, movimiento y las fre-cuencias cardíaca y respiratoria, ofrece otros be-neficios también –por ejemplo, ayudando a pre-venir accidentes automovilísticos. BMW, porejemplo, está desarrollando un sistema de asis-tencia de parada de emergencia para escenariosproyectados en los cuales el conductor pierde laconciencia debido a un ataque cardíaco.

El asistente de parada de emergencia toma en-tonces automáticamente el control del vehículo,

Pictures of the Future | Otoño 2011 27

ya que más de un millón de personas en Alemaniaviven ahora con las secuelas de un ataque. Otrossocios del proyecto SmartSenior abordan proble-mas diferentes. Vivantes, por ejemplo, es respon-sable de la diálisis, mientras que el Centro de Do-lor de Berlín y el hospital Klinikum SüdstadtRostock desarrolla tratamientos para el dolor.

Las caídas son otro gran problema. Uno decada tres adultos de 65 años en Alemania sufreuna caía al menos una vez al año, como le ocurrea más del 80% de las personas mayores de 80años. El costo de tratar los efectos de estas caídasen Alemania se estima en €500 millones al año,según el Grupo de Investigación Geriátrica. Regre-sar al hogar después de una estancia hospitalariao de rehabilitación es con frecuencia difícil, por-que los pacientes se sienten menos motivados yse niegan a su entrenamiento y ejercicio. "Estaspersonas necesitan mantenerse haciendo intensoejercicio durante un largo tiempo", dice Gövercin,"y un sistema de entrenamiento interactivo en

tinuarán enfrentando muchos desafíos, inclusodespués de que el proyecto de investigaciónconcluya en el 2012. Por un lado, ellos tendránque transformar soluciones comprobadas enproductos comercializables. Además, la situa-ción legal sigue siendo no clara con relación asistemas como el asistente de parada de emer-gencia y la interfaz entre productos médicos yno médicos. Finalmente, las aseguradoras desalud tienen sólo la voluntad de pagar por servi-cios médicos cuya eficiencia haya sido demos-trada, razón por la cual no existen todavía esca-las de honorarios para la telemedicina.

Interés entre Jóvenes y Viejos. La feria comer-cial CeBIT de 2011 le mostró a los socios del pro-yecto que SmartSenior podría ser un hit de ven-tas, porque quedó demostrado que el sistemavendería rápidamente si estuviera disponible. Losadultos mayores se unieron y dijeron, "Queremosllevárnoslo a casa!" Los jóvenes quedaron impre-

enciende las luces de peligro, y cuidadosamentese encarga de manejar el carro. La unidad utilizatambién la tecnología de sensores en radares, es-cáneres láser y cámaras para determinar las posi-ciones de los demás vehículos y peatones, trans-mitiendo a la vez la información médica relevantey la ubicación exacta del vehículo a un centro derescate de emergencias.

Grupo Objetivo Multifacético. "El grupo objeti-vo del SmartSenior lo conforman todos los indivi-duos adultos mayores", dice el Dr. Mehmet Göver-cin, Subdirector del Grupo de InvestigaciónGeriátrica del Charité Hospital. Gövercin cree queeste grupo objetivo requiere especialmente de so-luciones inteligentes e innovadoras: "Entre másvieja se hace la gente, más personalizadas tienenque ser las soluciones –después de todo, hay vie-jos de 55 años que tienen ataques y viejos de 80años que corren maratones". El grupo de Gövercintrabaja en la interfaz entre la investigación y lapráctica para desarrollar soluciones para prevenircaídas y ataques y para implementar las medidasde rehabilitación siguientes. Esto es importante,

casa puede garantizar que continúen su entrena-miento con la ayuda de fisioterapeutas". Esa es larazón por la cual un entrenador interactivo se estáevaluando también en el estudio de campo. Gö-vercin sabe por experiencia propia que a los adul-tos mayores les gusta utilizar computadores y tec-nología de comunicación, si ven y entiendenclaramente su utilidad. "Las personas mayores sontodo menos tecnofóbicas", dice él.

El objetivo primordial es siempre mejorar lacalidad de vida de los adultos mayores y permi-tirles mantenerse independientes. Pero el pro-yecto se centra también en reducir los costosasociados con las estancias hospitalarias, lo quepodría aliviarle la carga a las compañías asegu-radoras de salud. Para esto, SmartSenior trataráde determinar el grado hasta el cual algunos deestos objetivos se pueden realmente cumplir.Balasch confía en que la prueba de campo detres meses del proyecto producirá un amplio co-nocimiento nuevo sobre la interacción entre loscomponentes de su sistema y la aceptación porparte de los adultos mayores del sistema en ge-neral. Sin embargo, los socios del proyecto con-

sionados también, porque el portal de serviciosdel SmartSenior le permite a los usuarios hacercompras y ordenar comidas en línea, notificar alos propietarios de problemas en los apartamen-tos, hacer citas con el peluquero, y tener acceso alas redes sociales.

Nuestra usuaria ficticia Helga Hohmann sería asícapaz no sólo de contactar a su médico a través delportal del SmartSenior sino también a su familia yamigos. "Hola, Helga!" una voz amena podría emer-ger del TV a las 6 p.m. La amiga de Helga, Gerda,aparecería entonces en la pantalla, la cual podría di-vidirse también para revelar la presencia virtual delamigo de Helga, Klaus y de su esposa, moviéndosey sonriendo en la cámara. Con SmartSenior los ami-gos podrán reunirse virtualmente una vez a la se-mana o más e interactuar casi como si estuvieransentados juntos. Esta noche no será suficiente,creo, por lo que deciden reunirse para cenar. Helgase coloca un chaleco que nadie sabrá que estáadaptado con sensores, como su reloj. Ella deja elapartamento con tranquilidad, porque sabe que lared SmartSenior la mantendrá segura esta noche.

Evelyn Runge

La telemedicina les permite a los médicos reaccionar inmediatamente a un problema al comunicarse directamente con el paciente, a través de una conexión de audio-video.

Calidad de Vida en las Ciudades | Comunicaciones

En el futuro el trabajo vendrá a nosotros en vez de que vayamos hacia él –gracias a las conexiones de altavelocidad, a computadores conectados en red y a una arquitectura de seguridad de IT robusta. En las oficinastambién, las estaciones de trabajo fijas serán cada vez más reemplazadas por centros de trabajo flexibles.

Las oficinas modernas requieren de tecnologías de alta

potencia. Múnich está instalando rápidamente cables

de fibra óptica. Página siguiente, izquierda: el Alcalde

de Múnich Christian Ude y el funcionario de servicios

públicos Kurt Mühlhäuser.

Sin Ataduras pero En Línea

Como muchos de los que se desplazan a tra-bajar, el ingeniero automotriz Jens Müller

empieza su día en un trancón de tráfico. A él letoma una hora para ir de su casa en el Lago Starn-berg hasta su oficina en Múnich. "En estas situa-ciones realmente envidio a mi colega Marijke vanVeen", dice él. Esa es la razón por la que despla-zarse al trabajo es una cosa del pasado para Ma-rijke, quien trabaja para una compañía de diseñoen Ámsterdam. Ella no tiene una estación de tra-bajo fija. En vez de ello, ella va a un centro de tra-bajo inteligente, también conocido como centrode co-trabajo. Estos centros, que son propiedadde las compañías u oficinas alquiladas y operadasprivadamente, se pueden encontrar en muchasciudades europeas. Estos ofrecen equipo de últi-ma generación que les permite a los colegas tra-bajar juntos nacional o internacionalmente. Tie-nen también los programas de computaciónnecesarios, al igual que salas para videoconferen-cias e instalaciones para trabajar conjuntamenteen información de 3D. Marijke sólo tiene queviajar 500 metros desde su casa hasta su sitio detrabajo actual. De hecho, ella con frecuencia tra-baja desde su oficina en el hogar también, cuan-do no se han programado videoconferencias conpresentaciones en tiempo real.

"El trabajo y la vida en el hogar se están fusio-nando cada vez más. ", dice el Dr. Wilhelm Bauerdel Instituto Fraunhofer de Ingeniería Industrial

28 Pictures of the Future | Otoño 2011

(IAO) respecto a la tendencia hacia la nueva cul-tura de trabajo. "Pero depende mucho de la tec-nología disponible". En forma ideal, la tecnologíaincluye una red de cables de fibra óptica que pue-de transmitir información a razón de un gigabitpor segundo (Gbit/s) al usuario final. Aunque lasconexiones VDSL y las conexiones DSL sencillasalcanzan menos de una décima o de una centési-ma de este índice, no obstante son suficientespara muchas aplicaciones. En el futuro, sin em-bargo, deberá ser posible alcanzar tasas de trans-misión de datos de varios cientos de megabitspor segundo (Mbit/s) incluso con un teléfono mó-vil, lo cual le permitirá a los usuarios sostener vi-deoconferencias de alta resolución.

Óptimamente Conectadas en Red. Las ofici-nas virtuales requieren principalmente de com-putadores conectados en red, incluidos teléfonosinteligentes y aparatos de escritorio, una red detransmisión de alta velocidad y una arquitecturade seguridad de IT de última tecnología. El go-bierno alemán, en consecuencia, decidió en el2009 que tres cuartos de los hogares del país de-berían tener conexiones con velocidades detransmisión de mínimo 50 Mbit/s en el 2014.Este objetivo se alcanzará probablemente, por-que el Pronóstico del Tráfico IP Global publicadopor Cisco Systems en junio de 2011 predice quela banda ancha promedio aumentará en Alema-

nia de 12 Mbit/s en el 2010 a 46 Mbit/s en el2015. La capital surcoreana Seúl, ha llegado ya auna velocidad de 100 Mbit/s, que planea aumen-tar a 1 Gbit/s a finales del 2012. Esta alta veloci-dad de transmisión le permitirá a los fanáticos delcine descargar películas rápidamente de la Inter-net y les permitirá también a los usuarios profe-sionales trabajar con imágenes de alta resoluciónen programas de aprendizaje a distancia en lasuniversidades, por ejemplo. Las velocidades tie-nen que ser también de hasta 1 Gbit/s para trans-mitir imágenes médicas de alta resolución o paraque los usuarios industriales colaboren en las ver-siones virtuales de los nuevos productos.

Al igual que otros países asiáticos, Corea delSur está adoptando nuevas tecnologías en tiem-po récord. Aunque el iPhone no fue introducidoal país hasta el 2009, se espera que los 50 millo-nes de habitantes de Corea del Sur tengan 20 mi-llones de teléfonos inteligentes a finales del año.Los teléfonos inteligentes y las tabletas PCs sonahora el equipo estándar de los estudiantes deuniversidad, lo que les permite a ellos, por ejem-plo, reservar un asiento en la biblioteca de la uni-versidad, desde su casa. Esto lo hace posible unaaplicación que le muestra a los usuarios cuálessalas de lectura tienen espacio disponible.

Las ciudades de Alemania están haciendo lascosas bien en comparación con muchos otros si-tios. La compañía de servicios público municipales

Pictures of the Future | Otoño 2011 29

de Múnich SWM, por ejemplo, planea llegar concables de fibra óptica a todos los 32.000 edificiosdentro del área rodeada por la circunvalar internade la ciudad en el 2013. Eso significa 350.000 ho-gares, o la mitad de los hogares de Múnich.

"Un cuarto de los habitantes de Múnich tie-nen ya acceso a velocidades de transmisión dehasta 100 Mbit/s", informa el Dr. Jörg Ochs, quienlidera la unidad de Telecomunicaciones de la em-presa, que es responsable del Acceso a Cable deFibra Óptica de Múnich. "Eso nos convierte enuna de las ciudades más rápidas de Europa enmateria de transmisión de datos".

Los ingenieros de BMW y de Siemens Corpo-rate Research en Múnich han tenido por muchotiempo estas velocidades de transmisión altas,porque ellos las necesitan para el desarrollo deproductos virtuales en línea. "Hemos instaladotambién conexiones redundantes para muchas

rios que es casi imposible de penetrar por los pi-ratas informáticos.

Los procesos de trabajo están programadostambién para volverse más flexibles. Por ejemplo,al sacar ventaja de los centros de co-trabajo, losequipos se pueden reunir espontáneamente amedida que los requerimientos del proyecto sedesarrollen, independientemente de sus ubica-ciones. En línea con este método, las nuevas ofi-cinas principales de Siemens en Múnich tendránel concepto de Oficina Siemens, que le permite alos equipos reunirse en línea o persona a personaen zonas de oficinas con lo último en tecnología,cuyo tamaño y equipo se pueden ajustar flexible-

mente para satisfacer las necesidades cambian-tes (ver p. 18).

Ya es septiembre 25 de 2015, y Jens Müller hareservado una sala de conferencia virtual para las10 a.m. Marijke van Veen está todavía sentada enla sala de su amiga Christiane, quien celebró sucumpleaños la noche anterior. En la reunión dehoy el equipo discutirá la "cirugía estética" de unpequeño carro eléctrico. La última idea de Marijkepara el interior del carro está en su tableta y todolo que tiene que hacer es mostrársela a sus cole-gas –pero después de una larga fiesta, ella deseaque esta reunión no fuera una videoconferencia.

Klaudia Kunze

El Dr. Wilhelm Bauer, 54, es el Jefe del InstitutoFraunhofer de IngenieríaIndustrial (IAO) y del Institutode Factores Humanos yManejo de la Tecnología (IAT)en Stuttgart, Alemania. Eldicta también conferenciassobre diseño del trabajo enoficina, en las universidadesde Hanover y de Stuttgart.Como co-iniciador delproyecto conjunto Oficina 21,Bauer está particularmenteinteresado en cómo el trabajode oficina y el trabajo deconocimiento sedesarrollarán en el futuro.

Bienvenidos a la Oficina BYODLa digitalización ha cambiado dramáticamentela industria de los medios. ¿A qué sectores másafectará luego este desarrollo?Bauer: : La digitalización del mundo del trabajo se-guirá adelante en todas las áreas e industrias. El gra-do variará, desde luego. Un médico, por ejemplo,tendrá que realmente examinar a sus pacientes en al-gún momento y no puede tratarlos únicamente a tra-vés de diagnósticos remotos. Así, las diferencias inter-personales entre los sectores son más importantes.

¿Qué quiere decir con esto?Bauer:Me estoy refiriendo a las condiciones relacio-nadas con las fases de la vida. El factor humano de-sempeña un papel crucial cuando tratamos de reali-zar cambios en el medio ambiente de trabajo. Estánlos "nativos digitales", por ejemplo –gente joven queinmediatamente incorpora cualquier nuevo avancetecnológico a su vida privada y profesional. Estántambién los "inmigrantes digitales" –personas mayo-res que están acostumbradas a las estaciones de tra-bajo fijas y a las reuniones cara a cara.

¿Qué significa esto para nuestro trabajo futuro?Bauer:Que el mundo del trabajo se está diversifi-cando! Ya no habrá más perfiles de trabajo estándar,porque las áreas de trabajo se están volviendo másindividualizadas, dependiendo de las destrezas y delcompromiso de la persona. Los medioambientes detrabajo individuales están cambiando también en lí-nea con los requerimientos. Un ejemplo es el con-cepto de Traiga Su Propio Dispositivo, o conceptoBYOD (En inglés -Bring Your Own Device), en el cualcada empleado aporta su propio equipo. Las compa-ñías les otorgan a los empleados seguros de sí mis-mos, dinámicos y altamente calificados un presu-puesto para que compren su equipo de trabajopreferido ellos mismos. Por ejemplo, yo puedo deci-dir si trabajo con un laptop y un BlackBerry o con uniPhone y un iPad.

Entrevista de Klaudia Kunze.

Calidad de Vida en las Ciudades | Entrevista

compañías", agrega Ochs. "Como resultado, si uncable llega a funcionar mal, el segundo podrá en-trar en acción inmediatamente".

"Aunque la infraestructura de telecomunica-ciones es muy buena en las ciudades de Alema-nia, en las áreas rurales todavía falta mucho porhacer", dice Bauer. La gente en las áreas ruralesen particular se beneficiaría de redes de alto ren-dimiento. Muchos empleados podrían tener queviajar menos a trabajar en las ciudades. El gobier-no bávaro ha anunciado por lo tanto que invertirá€100 millones para estimular conexiones de fibraóptica más rápidas en las municipalidades del es-tado. En las áreas poco pobladas donde los cablesde fibra óptica resultarían muy costosos, los pro-veedores de comunicaciones móviles planeancrear una solución rápida que utilizará el sucesorde la UMTS: el estándar LTE (Evolución a LargoPlazo), el cual hará posible velocidades de trans-misión de más de 100 MBit/s.

Sin embargo, esto sólo no será suficientepara conseguir el progreso de las oficinas en laRed Mundial. "La seguridad de la IT es crucial,siempre que se envíe y almacene informaciónsensible en servidores de terceros", explica el Dr.Johann Fichtner, Jefe de Seguridad de IT de Sie-mens Corporate Technology. Sus equipos están,por lo tanto, desarrollando tecnologías de en-criptación y de revisión de entradas al igual queun sistema de manejo de derechos de los usua-

Calidad de Vida en las Ciudades | Yakarta

Con aproximadamente 10 millones de habitantes y casi 14.000 personas por kilómetro cuadrado, Yakarta esuna de las ciudades más densamente pobladas de Asia. La brecha entre ricos y pobres en la metrópoli indonesiaes particularmente grande. La calidad de vida aquí depende, en gran medida, de cómo usted la defina.

Viviendo en el "Gran Durian" de Asia

El niño está parado en una zanja de aguas resi-duales. Sostiene un patito en su brazo que

cuidadosamente presiona contra su pequeño pe-cho. Sus pies están sumergidos en una mezcla defango y bolsas plásticas viejas, y detrás de él se ex-tiende un escuálido cementerio. La basura se haapilado entre las tumbas donde pollos picoteanentre el estiércol. Los niños utilizan este lugarcomo patio de juegos, y aunque retozan felizmen-te entre las montañas de fango, sus voces suenancomo si estuvieran empaquetadas en algodón, enel opresivo calor del mediodía. Una brisa pútridasopla desde un río cercano y el hedor se mezclacon la esencia de clavo de los cigarrillos Kretek quevarios hombres están fumando, parados en tornoa sus chozas improvisadas.

En el momento hay una atmósfera idílica biza-rra en el tugurio de Cawang, que está ubicado enla capital indonesia de Yakarta –una ciudad de 10millones. La estación lluviosa pronto comenzará,y las nubes monzónicas descenderán sobre la me-gaciudad con todo su poder. El pequeño río setransformará entonces en una corriente furiosaque cubrirá de miseria el tugurio. Cientos de per-sonas perderán sus hogares improvisados –y si lascosas realmente empeoran, como ocurrió duran-

te la gran inundación de 2007, docenas perderántambién sus vidas. Pero independientemente de siel cementerio albergará o no a nuevos residentes,es probable que la gente de Cawang le salga alpaso a esta situación.

"Estamos acostumbrados a enfrentar desafíosexistenciales todos los días", dice Oyo, el jefe deldistrito. "Hemos aprendido también a adaptarnosa cualquier situación". Oyo es un hombre de 55años de edad con rasgos demacrados. El repre-senta los intereses de la gente del tugurio, actuan-do, tanto como punto de contacto, como vocerode los habitantes.

Oyo ha vivido en el tugurio toda su vida y estámuy familiarizado con los problemas que la genteenfrenta allí. El agua ha sido siempre la principalamenaza, explica Oyo, pero eso no sólo significainundaciones anuales, que dice la gente de aquíes capaz de manejar. Cuando las cosas se ponenrealmente difíciles, se suben a los techos de suschozas y esperan hasta que la amenaza pase.Agua potable limpia, de otra parte, es el principalproblema durante todo el año. "Las familias obtie-nen su agua del río o de pozos improvisados quecavan", dice Oyo. "Sin embargo, incluso el aguasubterránea es amarilla y apesta".

30 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Otoño 2011 31

Factores como el agua, el manejo de las

basuras y el tráfico afectan profundamente la

calidad de vida en Yakarta. Un filtro de agua de

Siemens (abajo) les brinda a los habitantes de

Cawang agua potable pura.

minar tampoco es una tarea fácil, porque los an-denes y los semáforos peatonales son escasos.

Vini Adini experimenta esto todos los días. Adi-ni, al igual que Oyo, nació en Yakarta y ha vividoallí casi la mayor parte de sus 25 años. Pero con-trario a los residentes del tugurio, ella vive en unacasa de clase media en un barrio que no es golpe-ado por las inundaciones.

Adini tiene que enfrentar los problemas de lacalidad de vida desde las 6 a.m. todos los días,cuando sale a trabajar. "Me toma más de dos ho-ras llegar allí", dice ella. "Si el tráfico está normal,podría hacer el recorrido en menos de 30 minu-

siempre funcione apropiadamente. Él la limpiauna vez al mes lavando los filtros con agua lim-pia. La unidad ha estado operando sin problemasdesde que fue instalada en el 2007. ElSkyHydrant, que cuesta aproximadamente$3.500, es más que simplemente una "gota en elbalde" en cuanto a los residentes del tugurio con-cierne. Los pocos litros de agua limpia que proveetodos los días han mejorado significativamente lavida de la gente de Cawang. "Para nosotros", diceOyo, mientras enciende un cigarrillo de clavo,"calidad de vida significa salud más que cualquierotra cosa".

Incluso el agua hervida no pudo ayudar des-pués del último desastre, que inundó a más del60% de Yakarta y aumentó dramáticamente losniveles de agua en Cawang a seis metros por enci-ma de lo normal. "Muchos de nosotros nos enfer-mamos seriamente", recuerda Oyo.

Desde entonces, sin embargo, la situación en eltugurio de Cawang ha mejorado. Una pequeña uni-dad de tratamiento de agua donada por la organi-zación de ayuda Susila Dharma Indonesia y por laFundación SkyJuice después de la fuerte inun-dación está haciendo ahora la diferencia básica. Co-nocida como "SkyHydrant", la unidad fue desarro-

llada por Rhett Butler, un ingeniero de Siemens deAustralia. Utiliza filtros de membrana ultra-finospara eliminar virtualmente cualquier rastro de sedi-mentos y patógenos del agua (ver p. 37). La unidadde bajo mantenimiento puede convertir 10.000 li-tros de agua contaminada al día en un líquido alta-mente puro –y no requiere de ningún químico paraconseguir esta hazaña.

Oyo señala una plataforma de concreto incrus-tada en el suelo entre las chozas y los árboles debanano silvestres. El SkyHydrant cilíndrico de 1.5metros ha sido colocado en la plataforma. Al ladode ella se encuentra un tanque de plástico grandecon un grifo. Una manguera conecta el tanque elfiltro, y un tendedero de ropa cuelga entre los dos.

"Hay 180 familias que obtienen agua aquí gra-tis", dice Oyo. Pero el agua no es sólo utilizadapara tomar. Sólo unos pocos metros más allá hayotro grifo; una vieja mujer se sienta sobre el pisocubierto de basura y lava sus platos con el aguaque brota del grifo. Hay también otra línea queconduce a un cobertizo de madera. "Esa es nues-tra ducha", dice Oyo orgulloso.

El agua proviene del subsuelo. Una bombaeléctrica la saca de una profundidad de 12 me-tros hasta el SkyHydrant. Es el trabajo de Oyo ga-rantizar que la pequeña fábrica de agua fresca,que puede ser operada también con agua lluvia,

Siete Millones de Vehículos. A sólo unos po-cos kilómetros de la choza de Oyo, Cawang dapaso a una Yakarta completamente diferente.Aquí, rascacielos brillan a la luz del sol reflejandolíneas de carros aparentemente interminables.Este es el "Gran Durian", un sobrenombre con elque se conoce a Yakarta en referencia a la exóticafruta de olor fuerte del mismo nombre. Y el apo-do encaja. Hay casi siete millones de vehículos enYakarta, y todos los días otros 1.100 carros y mo-tocicletas se suman al conglomerado. Además,según un reciente estudio de Frost & Sullivan, laciudad quedó de última en el estudio global desatisfacción de los viajeros que abarcó a 23 ciuda-des importantes.

La ciudad hace mucho tiempo perdió su capa-cidad de manejar el embate violento motorizado,y la congestión constante es también muy costo-sa. Según el estudio realizado por el experto enmedio ambiente, Dr. Firdaus Ali de la Universidadde Indonesia, el daño económico causado por lacongestión del tráfico le cuesta a la ciudad aproxi-madamente $3 billones al año –todo debido a lashoras de trabajo productivo que se pierden y al au-mento de los costos de la atención en salud, aso-ciados con la mala calidad del aire. No hay metrosen Yakarta. El tráfico sólo lo reduce un poco un sis-tema de bus que entró en servicio en el 2004. Ca-

32 Pictures of the Future | Otoño 2011

tos". Como no hay transporte público del qué ha-blar, Adini y sus vecinos han organizado un siste-ma de carro compartido. Ella camina los últimosmetros y se coloca una máscara quirúrgica paraprotegerse del smog. "Si me quedara dormida yme volviera a despertar en 20 años, me gustaríaver algunos árboles en vez de trancones", diceella. "También desearía poder sentarme debajo deun árbol en el parque y leer un libro".

Como hay muy pocos espacios verdes en Ya-karta, Adini y muchos otros pasan su tiempo libreen gigantes centros comerciales, que son comociudades modelo con aire acondicionado donde lagente puede comprar cosas, pasear, comer e ir alcine. La capital de Indonesia tiene ya casi 70 de es-tos, y muchos más están en proyecto. A éstos sólose puede llegar en carro, y la policía local conside-ra, por lo tanto, que son una de las principales ra-zones por las que los trancones de tráfico nuncavan a terminar. "La gente utiliza estos sitios paraescaparse a un mundo surrealista", dice Adini,

un sistema de transporte público efectivo", diceella. "Esa es la razón por la cual todos compranuna motocicleta o un carro tan pronto como pue-den". El problema, dice Handhayani, es que la fal-ta de transporte público con frecuencia deja a mu-chas personas sin ninguna posibilidad: "Por allí esdonde debemos empezar".

En Búsqueda de un Modelo Financiero. Laprimera línea de metro de Yakarta está progra-mada para terminarse en el 2016. El trabajo seiniciará en el 2012 en una sección inicial de apro-ximadamente 15 kilómetros, y las secciones adi-cionales se construirán paso a paso. El gobiernode la ciudad quiere también ampliar la red de bu-ses y está considerando implementar un cobropor congestión también.

Handhayani admite que este tipo de proyectosde infraestructura son bastante costosos dadas lasrestricciones presupuestales que Yakarta tiene. Elgobierno de la ciudad hace constantemente so-

yendo también una nueva presa en la costa", diceHandhayani. Esto le ayudará a las personas comoOyo a vivir en armonía con el agua en el futuro.

Incluso con los grandes desafíos que enfrentaYakarta, Handhayani puede apreciar todavía ellado placentero y bello del "Gran Durian". "Yakartaes una ciudad muy pluralista con muy diferentesgrupos étnicos y regiones", dice ella. "Y todos lapasan muy bien a pesar de todas las diferencias".

Handhayani cree que la metrópolis tiene un fu-turo ecológico. Por una parte, Yakarta planea re-ducir sus emisiones en 30% entre ahora y el 2030.Además el Consejo de Planeación del Desarrollode la ciudad ha hecho equipo con la Sociedad Ale-mana de Cooperación Internacional, al igual quecon Siemens para estudiar formas de hacer posi-ble esta visión del futuro. Las organizaciones so-cias compararon la capital de Indonesia con ciuda-des como París y Nueva York en el estudio"Yakarta 21" y presentaron recomendaciones so-bre cómo se podría transformar Yakarta en una"megaciudad de clase mundial" en el 2050.

Buena Inversión. Las organizaciones determi-naron que conseguir esta meta requerirá de quese invierta aproximadamente el 1.5% del produc-to interno bruto de Indonesia en el desarrollo deYakarta cada año. La ciudad representa el 16% dela producción económica total de Indonesia. La in-versión en Yakarta no sólo beneficiará a la capital,sino también a toda la región. En otras palabras,este proyecto será un dinero bien gastado, dicenlos planeadores urbanos, porque el área metropo-litana de Yakarta con sus tres ciudades satélites seespera que se fusione en una megaciudad gigan-te en el mediano plazo. Cerca de 27 millones depersonas se apretujarán entonces en "Yabodeta-bek" (Yakarta, Bogor-Depok, Tangerang, Besaki).

Un estudio realizado para Siemens por la Uni-dad de Inteligencia del Economist llegó también ala conclusión de que la capital indonesia necesitadesarrollar estrategias de sostenibilidad. Según elÍndice de Ciudades Ecológicas Asiáticas, Yakartatiene mucho por hacer en términos de agua y ma-nejo de basuras en particular. Por el lado bueno, laciudad se destaca como un ejemplo positivo deAsia en materia de conservación de la energía. Lasoficinas del gobierno, por ejemplo, tendrán quereducir bastante el uso de la electricidad.

A pesar de todos estos planes, Oyo y su familiano se sienten muy a gusto con el desarrollo futuro.De hecho, ellos no esperan ver ningún cambio im-portante en el futuro inmediato. En todo caso, sutugurio en Cawang ya no sólo tiene mucha malezay plantas, sino también poco tráfico del que hablar.Y desde luego, allí están también los árboles de ba-nano, aunque estén cubiertos de basura la mayorparte del tiempo. Sin embargo, Oyo está cientopor ciento seguro de que la megaciudad del futurollamada Yabodetabek le traerá a su comunidad almenos una cosa: "Muchos nuevos vecinos".

Florian Martini

"pero no a todo el mundo se le permite entrar".Con esto ella quiere decir que a gente como Oyolos guardias de seguridad no le permitirán ingre-sar. Lo único con lo que cuenta Oyo y otros habi-tantes del tugurio es una realidad amarga.

Sarwo Handhayani está bastante familiarizadocon la amarga realidad del "Gran Durian" gracias asu trabajo. Handhayani, que nació en Yakarta, esel director de la autoridad de desarrollo urbano dela ciudad –el Consejo de Planeación del Desarro-llo. Cuando ella mira a través de la ventana de suoficina en el distrito comercial, ella ve algo similara lo que Adini ve –y está cansada, desde que cre-ció, del interminable flujo de carros también. "Va aser difícil resolver el problema de la congestión sin

ciedades público-privadas con empresas o utilizalos modelos de financiación del Banco Mundial.

Handhayani está preocupada también por elproblema de las inundaciones. "Más del 20% deYakarta está por debajo del nivel del mar y tene-

mos 13 ríos que fluyen por todala ciudad", dice ella. "El cambioclimático ha conducido tambiéna un aumento del clima extremoen la estación lluviosa, que haceque las cosas empeoren". La po-breza hace lo suyo también. Ya-karta se hunde cinco centíme-

tros tierra adentro cada año debido a laextracción no regulada de agua subterránea. Adi-cionalmente, los drenajes y alcantarillas en losbarrios pobres están con frecuencia taponadospor bolsas plásticas y demás basura, por lo que elagua no tiene literalmente a donde ir cuando lalluvia del monzón llega. "Nosotros planeamosconstruir más embalses para retener la corrientede agua y ampliar los ríos para que puedan conte-ner más agua. Adicionalmente, estamos constru-

Para aliviar la congestión deltráfico, Yakarta planea abrir suprimera línea de metro en el 2016.

Cerca de siete millones de vehículos sofocan a Yakarta. Cerca de 1.100 carros y motocicletas se suman al

trancón todos los días.

Pictures of the Future | Otoño 2011 33

Calidad de Vida en las Ciudades | Desarrollo Urbano en la India

La economía en rápido crecimiento de la India es la envidia del mundo en desarrollo. Las inversionesimportantes en sus infraestructuras podrían mejorar significativamente el estándar de vida, tanto dericos como de pobres.

Ricos y pobres se encuentran en Mumbai, que

tiene 14 millones de personas. La ciudad tendrá

que adoptar conceptos integrados para conseguir

un desarrollo sostenible. Siemens tiene mucho

que ofrecer.

Infraestructuras para Todos

El techo sobre la cabeza de Laxmi Chinnoo esun paso a nivel, una carretera sobre una vía

férrea. Cerca, trenes traquetean día y noche en suruta hacia la estación de ferrocarril Chuna Bhattide Mumbai. Laxmi, una mujer en sus 40's, viveen una zona de cuatro puntas de tierra compac-ta. Pocas paredes de arcilla seca sirven de límitessobre el suelo, marcando donde su pequeña par-cela termina y empieza la de su vecino. Laxmi haestado viviendo allí por tres años con sus tres hi-jas y su anciana madre. Dormir, cocinar, lavar, leer–toda su vida se desarrolla en las afueras. Su esfe-ra privada se limita a un espacio dividido detrásde alfombras que cuelgan de alambres, donde lasmujeres se pueden vestir.

Laxmi Chinnoo es una mujer trabajadora. Tie-ne dos trabajos como empleada doméstica deprósperas familias de su metrópoli de 14 millonesde personas. Una de las familias le paga 500 ru-pias al mes –cerca de $11 y el otro trabajo le pagael equivalente a $7. Su ingreso es apenas sufi-ciente para comprar comida y enviar a sus hijas ala escuela. Cuando la familia se mudó del campohace un año, ella tenía un cuarto en un barriobajo cercano, pero las autoridades derrumbaronlas viviendas y Laxmi se enfrentó a un dilema:¿debía vivir como indigente pero cerca de su tra-

bajo, o mudarse a un área ilegal lejana y gastaruna gran parte de su sueldo en transporte? Elladecidió vivir debajo de un puente.

El destino de Chinnoo, que el periodista ame-ricano Robert Neuwirth describe en su libro del2005, Ciudades Sombrías, es la realidad cotidia-na que enfrentan millones de hindúes. Cambiaresta situación representa un tremendo desafío.Después de todo, la población de la India estácreciendo rápidamente, especialmente en susciudades. Adicionalmente, aunque se está cre-ando un bienestar notable, el abismo entre ricosy pobres sigue siendo dramático. Para conseguirun desarrollo sostenible, las ciudades de la Indiatendrán que reinventarse a sí mismas.

"Las ciudades hindúes están lejos de alcanzarsu potencial", dice el Dr. Shirish Sankhe, Directorde la firma de asesoría corporativa McKinsey &Company, con sede en Mumbai. "Esa es una si-tuación problemática, pero los problemas se pue-den resolver con políticas acertadas". En un am-plio estudio titulado "El Despertar Urbano de laIndia", Sankhe y sus colegas investigaron qué tan-to potencial dormido hay en las ciudades de la In-dia, y cómo se puede revivir –un tema que fuetambién el punto focal del simposio Diálogo delFuturo, a finales de septiembre de 2011 en Nue-

va Delhi, un evento organizado por Siemens y laSociedad Max Planck.

El reto es enorme. Según Naciones Unidas, In-dia es el hogar de 1.2 billones de personas, y la ci-fra está creciendo rápidamente. Entre 1950 y1990 la población del país aumentó, pasando de371 a 873 millones, donde otros 350 millones depersonas se sumaron en los 20 años siguientes. YUN predice que la población aumentará en otros300 millones de personas en el 2030, para un to-tal de 1.5 billones. Habrá casi 270 millones másde hindúes en edad laboral en comparación conlos de hoy.

La mayoría de ellos buscan trabajo en las ciu-dades. Aunque sólo una tercera parte de los hin-dúes viven ahora en áreas urbanas, más de dostercios de la producción económica es generadaaquí. Tantas personas están abandonando elcampo que los residentes de la ciudad podríanllegar a representar el 40% de la población en el2030, afirma el informe de McKinsey. Sesenta yocho ciudades tendrán entonces más de un mi-llón de habitantes y seis megaciudades alberga-rán a más de 10 millones de personas.

Esencialmente, este es un buen presagio parael desarrollo de la India, porque las ciudades son"máquinas de empleo". Proyectos de infraestruc-

ofrecidas por Siemens pueden hacer un aportecrucial". Además, Siemens está activo en muchoscampos en la India. Por ejemplo, la compañía ledistribuye trenes de cercanías a Mumbai, NuevaDelhi, Kolkata y Chennai. Está ayudando a impul-sar la eficiencia energética de los nuevos edifi-cios, incluida la Torre Tata de Mumbai, y ha insta-lado sistemas de tratamiento en las plantas dePanjrapur en Mumbai.

Sin embargo, la infraestructura no lo es todo.Sankhe explica que las ciudades hindúes necesi-tan también una administración más efectiva aligual que reformas políticas eficaces, como laelección directa de los alcaldes. Y el gobierno ne-cesita invertir en viviendas de bajo costo.

"Los gobiernos necesitan trabajar en socie-dad con los barrios pobres y con las comunida-des ilegales para planear el futuro", dice Neu-wirth. Las ciudades podrán ofrecer una calidadde vida razonable sólo cuando se le brinden atodos los habitantes. Y eso incluye no sólo a lasnuevas élites de la India, sino también a la genteque trabaja duro como Laxmi Chinnoo, quienespera algún día tener un techo propio sobre sucabeza –en vez de un puente.

Bernhard Bartsch

El Dr. Joan Clos, 62, ha sidoDirector Ejecutivo delPrograma de AsentamientosHumanos de Naciones Unidas(UN-HABITAT) desde octubrede 2010. Clos estudiómedicina e inicialmentetrabajó como Director deSalud Pública para el GobiernoMunicipal de Barcelona.Desde 1983 hasta 1987 sirviócomo concejal de la ciudad,mejorando la administraciónmunicipal e impulsandoproyectos de renovaciónurbana. Durante su periodocomo Alcalde de Barcelona(1997 – 2006) las zonasindustriales dilapidadas de laciudad fueron modernizadasbajo la guía del proyecto"Barcelona@22". Clos hatenido varios cargosinternacionales comoPresidente de la AsociaciónMundial de Ciudades y deAutoridades Locales,Presidente del Comité Asesorde Naciones Unidas deAutoridades Locales yVicepresidente de CiudadesUnidas y Gobiernos Locales.

Por Qué las Ciudades

34 Pictures of the Future | Otoño 2011

tura, construcción de casas, educación, entreteni-miento y servicios estimulan la economía. Lasciudades dinámicas podrían cuadruplicar el pro-ducto interno bruto de la India en el 2030, a$5.060 per cápita –y la buena planeación podríaayudar a impulsar el PIB en otro tercio entonces,según McKinsey.

Pero eso no pasará a menos que muchas cosascambien. Hasta la fecha, las ciudades de la Indiase han multiplicado en vez de crecer. Neuwirth, elautor, ha vivido en el vecindario ilegal SanjayGandhi Nagar de Mumbai. Muchas de las perso-nas que allí viven, como Laxmi Chinnoo, viven enlas afueras o en asentamientos que construyen enterrenos baldíos, con frecuencia sin acceso a elec-tricidad, acueducto o sistemas de alcantarillado –usualmente en los límites de la legalidad."Aunquemuchos ilegales trabajan como conductores y em-pleadas domésticas y cuidadoras de niños, sonvistos como elementos antisociales", dice Neu-wirth. "Si una persona está trabajando como ba-surero o en una fábrica, si ha empezado su propio

miento y a la mala calidad de vida, estos contribu-yen también a la reducción de la producción econó-mica, al alto consumo de combustible y a los costosrelacionados con la atención en salud, asociadoscon la seria contaminación del aire. "Aparte de nue-vas vías, India necesita también un concepto de trá-fico completamente novedoso cuyo elemento cla-ve es el transporte público", dice Sankhe. Aparte delos 19.000 kilómetros de nuevas vías cada año, lasciudades necesitarán también hasta 400 kilóme-tros de nuevas líneas de metro –esto es 20 vecesmás que las construidas en la última década.

En los próximos años India necesitará entre700 y 900 millones de metros cuadrados de nue-vos espacios para casas anualmente. Esa es unárea equivalente a dos ciudades del tamaño deMumbai. El consumo de agua per cápita aumen-tará en 45 litros al día. Y el uso de energía podríaduplicarse en la próxima década. "Sin la últimatecnología, las ciudades de la India no serán ca-paces de satisfacer estas demandas", dice San-khe. "Las soluciones de infraestructura como las

negocio en la calle o si está limpiando casas, me-rece ser tratada con respeto y dignidad".

Enfoque Holístico. En las ciudades más grandes,donde el paisaje urbano incluye tugurios terribles,incluso las familias acomodadas se ven afectadaspor la mala calidad del aire, el ruido y la conges-tión. "India necesita soluciones integrales para susciudades", dice Sankhe. El elemento clave allí es laconstrucción de infraestructuras modernas. "Enlas próximas dos décadas las ciudades de la Indiarequerirán de una inversión de $1.2 trillones".Esto significa que la inversión promedio per cápitaen las ciudades tendrá que aumentar del nivel ac-tual de $17 a $134.(todas cifras en dólares)

Miremos por ejemplo la congestión. Para ga-rantizar que el tráfico fluya libremente, los exper-tos sugieren que no más de 112 vehículos debe-rían ocupar un carril de un kilómetro. Pero si ustedcompara el crecimiento actual del mercado auto-motriz en la India con la expansión de la red devías, dentro de 20 años podría haber 610 vehículosen cada kilómetro de carretera –lo que esencial-mente significa un completo estancamiento.

Pero los efectos de la congestión vehicular no selimitan exclusivamente a la lentitud del desplaza-

Mumbai. Los estimativos sugieren que las ciudades de la India necesitan $1.2 trillones de inversión en infraestructura.

Pictures of the Future | Otoño 2011 35

¿Qué características hacen que valga la penavivir en una ciudad, y que además seasostenible?Clos:Una ciudad vivible es una que esté bienplaneada y que tenga como prioridad la calidad devida de sus ciudadanos. Esto incluye serviciosbásicos como agua y electricidad, pero también seextiende a redes de transporte y decomunicaciones efectivas que fomententransacciones económicas eficientes,productividad, trabajos y bienestar. La importanciadel espacio público no se puede subestimar. Estepermite la interacción cultural y la expansión social.Para hacer de una ciudad un lugar en donde valgala pena vivir y sea sostenible hay tres cosasimportantes; planeación, planeación y planeación!

En el 2050, casi 6.5 billones de personas –casila totalidad de las que viven en la tierra hoy–vivirán en ciudades. ¿Qué deberán hacer lasciudades para enfrentar los principalesproblemas?Clos: Las ciudades son creadoras de bienestar ypueden regular las economías nacionales.Debemos explotar este hecho. Los índices másaltos de urbanización están en África, Asia ySuramérica. Estas áreas tienen tambiénpoblaciones muy jóvenes. Casi el 60% de lapoblación de algunas ciudades africanas tienemenos de 35 años, y estas personas estánbuscando trabajo. Uno de los principalesproblemas es la creación de empleo. Otro es elcrecimiento urbano. Sólo con una política urbanaestricta el gobierno podrá manejar este último.Desde luego los recursos son siempre un desafío,pero el rechazo a abordar los problemas desuministro de agua y sanidad, transporte yvivienda conducirá, nada menos, a que máspersonas vivan en tugurios.

¿Qué pueden hacer empresas como Siemenspara ayudar a mejorar la planeación urbana ylas condiciones de vida?Clos: La nueva tecnología abre nuevasoportunidades en materia de construcciones ysistemas de transporte más ecológicos. Lasempresas privadas están bien posicionadas paraayudar en este proceso si las condiciones en laciudad son las apropiadas para la inversión. Dondese puede, UN-HABITAT trabaja con empresas comoSiemens creando un método cohesivo para eldesarrollo urbano. Siemens es, entre otras cosas,miembro de nuestra Campaña Mundo Urbano,trabajando con UN-HABITAT en el fomento dedesarrollo urbano sostenible en todo el mundo.

¿Pueden las ciudades combinar el rápidocrecimiento poblacional con la reducción deldaño ambiental, aún si su estándar de vidamejora?Clos: La economía ecológica ofrece una gama deoportunidades para los negocios que aún no hansido totalmente explorados. Las políticas que seanmedioambientalmente sanas generan también unbuen ambiente de negocios. Por ejemplo, un áreacompacta de una ciudad con un buen sistema detransporte y redes de comunicación, no sóloreduce las emisiones de gases de invernadero desus residentes sino que también permite que lastransacciones comerciales se realicen rápida yeficientemente. El desarrollo sostenible, pordefinición, deberá integrar los problemasmedioambientales y conectarlos fuertemente aldesarrollo económico.

Dharavi en Mumbai es considerada como eltugurio más grande de Asia. La gente allí estácreando pequeñas empresas para sobrevivir.Ellos quieren mejoras sus vidas y las de sushijos. ¿Cómo puede esta gente participar enel diálogo sobre las ciudades del futuro?Clos: En India y en Sudáfrica los habitantes delos tugurios han creado sus propias asociaciones.Hay por lo tanto, claramente una necesidad dereconocimiento social y político allí. Durante lasúltimas dos décadas, las asociaciones dehabitantes de tugurios en India se hancomprometido en un diálogo sobre el estadoactual y el futuro de las ciudades de la India. UN-HABITAT ha determinado que los microcréditosestimulan tanto el desarrollo económico como lainclusión política. Aparte de movilizar lascapacidades productivas de los pobres, losmicrocréditos ayudan también a diseminar elconocimiento local en las redes y aportan alreconocimiento de las asociaciones comoaccionistas sociales, económicos y políticos.

¿Podrá la India convertirse en un modelode desarrollo para las megaciudades delsiglo XXI? Clos: India tiene dos ciudades con más de 20millones de habitantes y una con más de 10millones. Estas ciudades grandes se estánfusionando con otras ciudades más pequeñaspara crear asentamientos urbanos a escalamasiva. No hay duda que estas gigantescasconurbaciones son poderosos nuevos motoresque impulsarán la actividad económica global.Ellos están creando también una nueva jerarquíaurbana. El alcance, el rango y la complejidad de

los problemas involucrados en estas regioneseconómicas grandes, requieren de mecanismosde coordinación innovadores para el manejo y lagobernabilidad urbanos. Para que se convierta enun modelo, India deberá empezar a responder aestos desafíos de coordinación.

¿Cuáles son sus expectativas y deseos dereuniones como Diálogo del Futuro, que se vaa realizar este año en Nueva Delhi?Clos:UN-HABITAT tiene mucho conocimiento yexperiencia en materia de prácticas urbanas. Sinembargo, la responsabilidad del desarrollo de laciudad recae finalmente en las autoridades de laciudad. Y estas, a su vez, no podrán tener éxito sinel apoyo del sector privado y de la sociedad engeneral. Ningún agente en el proceso tendrá éxitopor sí solo. Reuniones como Diálogo del Futuro lepermiten a todos los involucrados unirse paradiscutir y compartir las mejores prácticas. Al mismotiempo desempeñan un papel importante en elmantenimiento del desarrollo urbano dentro de laagenda mundial.

Las personas que asisten al Diálogo delFuturo son científicas, económicas y políticas.¿Cómo se pueden integrar las personas queviven en las megaciudades?Clos: La participación de la comunidad es muyimportante cuando se trata de planear eimplementar el desarrollo urbano. Una de lasfortalezas de UN-HABITAT es su trabajo de campo,el cual es realizado por socios locales, comoiniciativas de la comunidad y ONGs. La capacidadde involucrar a las personas cara a cara en eldesarrollo urbano no se debe subestimar, a pesarde que los medios sociales y la Internet han traídomuchos cambios que continuarán siendoimportantes en los próximos años.

¿Cuál es su visión de las ciudades del futuro?¿Cómo lucirán las ciudades en el 2050?Clos: Yo soy optimista frente al futuro porquecreo que hay una verdadera voluntad deinfluenciar positivamente la urbanización. Parano extenderme, la urbanización ha sido vistacomo algo negativo –algo que se debería reduciro incluso detener. Pero esto es imposible. Ahorala gente está empezando a ver la ciudad comouna fuerza positiva de cambio que nos ayudará aabordar el cambio climático y a estimular eldesarrollo socioeconómico. Con una planeaciónadecuada podremos garantizar un futuro urbanobrillante.

Entrevista realizada por Evelyn Runge

se Están Volviendo una Fuerza Positiva de Cambio

Calidad de Vida en las Ciudades | Entrevista

Calidad de Vida en las Ciudades | Reciclaje de Basuras

Muchas personas alrededor del mundo derivan su sustentode recolectar, seleccionar y reciclar basura en las ciudades.La Fundación Siemens está ayudando a mejorar suscondiciones de trabajo.

Los materiales reciclables en la basura

ayudan a muchas personas de los países

pobres a sobrevivir. Con talento, las láminas

de plástico publicitarias se pueden convertir

en bolsos de moda.

De Basura a Dinero en Efectivo

Los enormes rellenos sanitarios en las afueras deCochabamba, El Alto, La Paz y Santa Cruz es-

tán a la vista. Recolectores de basura –en su ma-yoría mujeres y niños– se meten a las montañasmalolientes de basura llenando sacos con cual-quier cosa reciclable o con otros artículos utiliza-bles que pueden hallar. Más de 3.000 toneladasde basura son producidas en estas cuatro ciuda-des todos los días. Swisscontact, una organizaciónde desarrollo, estima que el 80% de ésta se puedereciclar, y que la separación y el reciclaje de la ba-sura podrían crear 20.000 empleos. Sin embargo,la mayor parte de la basura termina no separadaen rellenos sanitarios o en las calles –aún cuandoel 70% de la población de las principales ciudadesde Bolivia cuanta con sistemas de disposición debasuras. El problema es que las municipalidadesmás pequeñas no cuentan con suficientes fondospara manejar las basuras. "En estos sitios, el 40%de las personas queman la basura, el 33% la bo-tan en espacios verdes, otro 16% es lanzada a losríos y el 7% simplemente la entierra en sus pro-pios patios", dice Matthias Nabholz, director deproyecto en sitio, de Swisscontact.

Para mejorar el manejo de basuras en muchasciudades, la Fundación Siemens empezó a respal-dar el proyecto "Empleos e Ingresos con ManejoMedioambiental" en el 2010. Lanzado por Swiss-contact en el 2009, el proyecto está diseñado paracrear sociedades público privadas capaces de es-

tablecer gradualmente sistemas completos e inte-grales para la separación de las basuras; el recicla-je económico de plástico, vidrio, papel, metal ydesechos orgánicos; y la disposición apropiada debasura residual en sitios de relleno sanitario. "Esta-mos utilizando las estructuras urbanas existentes",dice Gerhard Hütter, gerente de proyecto de laFundación Siemens. "Nosotros trabajamos con losbarrios de la ciudad –el nivel más bajo en la jerar-quía de la administración municipal. Aquí, los fun-cionarios del distrito llegan a acuerdos con los re-colectores 'informales' de basura".

Estos últimos recolectan los reciclables 1 a 3veces a la semana en áreas específicas asignadas,limpiamente separan lo que encuentran y llevantodo a centros de recolección cercanos, o los api-lan en montones como abono. Los centros de re-colección le venden el material reciclable a com-pañías de Bolivia y del exterior. El ingresogenerado de esta forma es pagado a los re-colectores o invertido en campañas deconciencia de reciclaje. Los socios delproyecto tienen implementado tam-bién un programa educacional paraniños y adultos que ya hallegado a casi 75.000 hoga-res. A finales de 2010, 200recolectores de basura –el40% de ellos mujeres– esta-ban trabajando en el proyec-

to. "En el 2010, sus esfuerzos rescataron aproxi-madamente 7.000 toneladas de basura reciclablede los rellenos sanitarios", dice Hütter.

Los incentivos correctos ayudan a que el pro-yecto funcione apropiadamente. Por ejemplo, alos recolectores de basura se les entrega ropa detrabajo, carretas e información sobre la basura pe-ligrosa. E igual de importante es su ingreso diarioestable de aproximadamente $6 al día y el mejo-ramiento de su estatus social. El proyecto apoyatambién a los empresarios principiantes ofrecién-doles oportunidades educacionales continuas."Podemos ya reportar algunas historias de éxito",dice Nabholz orgullosamente. Uno de ellos involu-cra a Daniela Bolívar, una diseñadora gráfica de laPaz. Ella maneja ahora una compañía de reciclajeque convierte las vallas publicitarias de plástico enbolsos y accesorios (ver foto abajo).

36 Pictures of the Future | Otoño 2011

"Sin embargo, en el largo plazo usted necesi-ta tener estipulaciones legales obligatorias parael manejo de las basuras", dice Hütter. El proble-ma está siendo abordado actualmente por lossocios del proyecto y por las autoridades de laciudad. "Cochabamba ha anunciado planes deentregar $1 millón para la expansión del proyec-to, y La Paz ha nombrado a su propio coordina-dor del proyecto", dice Nabholz. Esto es impor-tante porque cada tonelada de basura que esdesechada genera costos de aproximadamente$30. Y eso no es para nada insignificantes paraun país como Bolivia. La primera fase del pro-yecto está programada para operar hasta finalesdel 2012.

Si es posible, a los socios les gustaría ofrecerservicios de guardería para los niños de los reco-lectores, siempre y cuando éstos continúen tra-bajando. La cooperación con las escuelas loca-les es muy importante para la FundaciónSiemens. "Nos gustaría hacer que los niños ylos jóvenes se concentraran mucho en el me-dio ambiente, salud e higiene", dice Hütter.

En el futuro, los socios del proyectoquerrán también prestar atenciónespecial a los problemas relaciona-dos con los desechos tóxicos y conlas cantidades en crecimiento de lachatarra electrónica.

Hülya Dagli

Pictures of the Future | Otoño 2011 37

SkyHydrant provee protección contra impurezas

y patógenos, produciendo agua pura filtrada.

Calidad de Vida en las Ciudades | Agua Limpia

"Agua, agua por todas partes, ni una gota para beber", escribió el poeta Coleridge al final del siglo XVIII –unsentimiento que aún describe la situación de 900 millones de personas que carecen de acceso a aguapotable. Un sistema de filtración que utiliza membranas de Siemens está ayudando a mejorar las cosas.

Solución Móvil para un Mundo Sediento

Aunque casi tres cuartas partes de la Tierra es-tán cubiertas de agua, sólo el 0.3% de todas

las reservas de agua son adecuadas para beber.Peor aún, la Organización Mundial de la Salud es-tima que cerca de 1.8 millones de personas mue-ren diariamente por enfermedades relacionadascon la diarrea, causada por el agua contaminada.

Mercy Nyambura (abajo) está muy familiariza-da con este problema. Ella es una estudiante deKilimambogo, un pueblo ubicado a 60 kilómetrosde la capital de Kenia, Nairobi. Hace sólo unoscuantos años, ella no tenía oportunidad distinta abeber el agua contaminada del río Thika cercano.Como resultado, ella tuvo que ir al hospital innu-merables veces y dejó de asistir al colegio en mu-chas ocasiones. Era una situación intolerable, aun-

que de ninguna manera insuperable. Además,una solución para personas como Mercy fue de-sarrollada por Rhett Butler de Siemens Water Tech-nologies en Sídney, Australia. Hace varios años,Butler desarrolló el SkyHydrant, un sistema de tra-tamiento de agua móvil y pequeño (ver Pictures ofthe Future, Otoño de 2008, p. 36). Impulsado porel deseo de mejorar la calidad de vida de la gente,en el 2005 fundó SkyJuice, una organización sinánimo de lucro. Su objetivo es formar socios loca-les con el fin de que los SkyHydrant sean mejorconocidos en las áreas rurales y en las ciudades.Hoy, 900 unidades están en operación en 42 paí-ses. Un solo SkyHydrant puede satisfacer las nece-sidades de agua potable de una comunidad dehasta 1.000 habitantes.

Junto con SkyJuice, el Fondo Mundial de la Na-turaleza y PureFlow –un socio local– en el 2010,la Fundación Siemens instaló dos quioscos deagua seguros en el país natal de Mercy. En estaspequeñas estaciones o quioscos de agua, losSkyHydrant transforman el agua contaminada enuna bebida pura que cuesta sólo tres centavos porbote. "El agua impura puede hacer que la gente setraslade de los pueblos a las ciudades –algo quenuestro proyecto en Kenia se ha propuesto evitar",dice Ulrike Wahl, Miembro de la Junta de Directo-res de la Siemens Stiftung Alemania y Chief Ope-rating officer.

La meta en el largo plazo de la Fundación esconvertir las estaciones de suministro de aguaSkyHydrant en micro negocios. "El agua potable

38 Pictures of the Future | Otoño 2011

no tiene por qué ofrecerse gratis. PureFlow capa-cita a los comités de agua, que operan y le hacenmantenimiento a los quioscos", dice Wahl. Elproducto les da a los empleados un poco de in-greso, que garantiza que los quioscos sigan sien-do viables y le brinda a la economía del puebloun futuro.

En el corazón de los quioscos de agua segurahay cuatro SkyHydrant de 1.5 metros de longi-tud, cada uno de los cuales pesa 16 kilogramos yparece un órgano de tubos mediano. Dentro decada tubo hay un filtro compuesto por 10.000 fi-bras de membrana del tamaño de un cabello conporos diminutos que actúan como un filtro. "Elagua del río es alimentada a un tanque, del cualla presión de carga hace que fluya a través de losfiltros de membrana sin requerir energía eléctri-ca", explica la Gerente del Proyecto Christine Wey-rich de la Fundación Siemens. "Los filtros elimi-nan todas las partículas sospechosas, lasbacterias y los virus del agua. Si se requiere, elequipo se puede desinfectar con ácido cítrico; nose requieren agentes químicos".

Dos filtros son instalados en cada quiosco,usualmente una construcción de piedra. "Este pro-tege los filtros y el agua purificada de los efectosde la luz del sol y del polvo", dice Weyrich. Esta "fá-brica de agua" con dos unidades puede producircerca de 20.000 litros de agua potable limpia aldía. Cuatro SkyHydrants pueden suministrar sufi-ciente agua para más de 2.000 residentes. Los po-bladores vienen a los quioscos con sus botes de20 litros siempre que necesitan agua, la cual pue-den obtener por sólo tres centavos. "LosSkyHydrants nos permiten incluso ahorrar dine-ro", dice Mercy. "El dinero que mi madre solía gas-tar en medicamentos se puede utilizar ahora parapagar mi escuela y me permitirá convertirme enuna enfermera cuando crezca".

Este ejemplo de Kenia muestra cómo el desa-rrollo social está estrechamente ligado al suminis-

tro de agua. "La baja calidad del agua tiene un im-pacto negativo sobre las oportunidades educati-vas de la gente, destruye el ecosistema y ocasionadesplazamiento rural", dice Butler. Las ciudadespor lo general tienen plantas de tratamiento deagua, para el agua potable, pero la tecnología noes para nada sencilla y se encuentra por lo tantofuera del alcance de las comunidades de los paí-ses en desarrollo y de los mercados emergentes.Adicionalmente, las infraestructuras urbanas seestán sobrecargando cada vez más debido al rápi-do crecimiento de la población.

Las tecnologías descentralizadas y autónomasson por lo tanto una buena alternativa aquí. Esa esla razón por la que SkyJuice quiere trabajar tambiénconjuntamente con socios como el Club Rotario In-ternacional y Oxfam para colocar SkyHydrants enciudades de todo el mundo. Este movimiento haconseguido ya un éxito considerable, porque el"pequeño órgano de tubos" es ahora utilizado enmuchos hospitales, escuelas y tugurios en los paí-ses en desarrollo. "Los SkyHydrants se están utili-zando ya en las principales ciudades de Bangla-desh, Haití, India, Camboya y Nepal", dice Butler."Pero aún queda mucho trabajo por hacer".

Filtración Automática. Butler hace honor a suspromesas, y él y su equipo han mejorado aún másel SkyHydrant en los últimos nueve meses. El re-sultado es el "AquaVendor", el cual funciona conbase en el mismo principio de su predecesor sofis-ticado y utiliza también los mismos filtros demembrana. La diferencia es que el sistema no ne-cesita ser operado ya manualmente. En vez deello, un pequeño dispositivo de control opera elAquaVendor, haciendo los procesos de filtración ypurificación completamente automáticos.

El sistema es también limpiado automática-mente cada 20-30 minutos por un pequeño sopla-dor que inyecta aire al filtro para eliminar cualquierresiduo atrapado en las membranas. El dispositivoahorrador de espacio puede producir hasta 25.000litros de agua potable al día, que es más del dobledel agua que el SkyHydrant puede manejar.

Lo único que se necesita para el AquaVendores un tomacorriente –todo lo demás funciona au-tomáticamente y requiere una cantidad mínimade mantenimiento. Según Butler, la planta de tra-tamiento de agua potable es ideal para los edifi-cios residenciales, las pequeñas cooperativas deagua urbanas y los usuarios industriales de peque-ño volumen. "Puede ser instalado en cualquier ho-tel u hogar multifamiliar de India y China –simple-mente imagínese las posibilidades", dice Butler."Usted podría transformar el agua lluvia que se harecogido en los tejados en valiosa agua potable". Ya un precio de $7.000, las unidades son asequi-bles, dice Butler. El nuevo sistema de tratamientode agua está actualmente siendo refinado en Síd-ney, antes de que ingrese a los mercados sedien-tos de todo el mundo en desarrollo.

Hülya Dagli

Versión eléctrica de

alta velocidad del

SkyHydrant, el

AquaVendor tiene un

índice de flujo de

25.000 litros por día.

Las Naciones Unidas (UN) calculan que en el año 2050

aproximadamente 6.3 billones de personas vivirán en

ciudades –una cifra casi igual de grande a la población ac-

tual del mundo. ¿Cuál será la calidad de vida en estas co-

nurbaciones? ¿Serán seguras, limpias, tolerantes y energé-

ticamente eficientes? Eduardo López Moreno cree que

todos estos factores tienen una influencia decisiva sobre la

calidad de vida en toda ciudad. Moreno, nativo de México,

es un geógrafo urbano y jefe del departamento Observa-

torio Urbano Global de UN-HABITAT en Nairobi, una orga-

nización de Naciones Unidas. Él coordinó y fue coautor de

un estudio extensivo de las ciudades del mundo llamado

"Estado de las Ciudades del Mundo 2010/2011". Según

Moreno, la "superación de las brechas urbanas" será el tra-

bajo más importante del futuro. En muchas ciudades los

desequilibrios han aumentado considerablemente desde

1980, dice él, evidenciándose disparidades en la distribu-

ción del ingreso y en el acceso a la educación, nutrición y

atención en salud.

Sin embargo, estos problemas fueron abordados fuer-

temente en las clasificaciones de las ciudades publicadas

por el asesor de negocios Mercer y la revista de estilo de

vida Monóculo. La razón es su audiencia objetivo: tomado-

res de decisiones con un alto grado de movilidad. Mercer,

por ejemplo, enuncia 29 variables, que incluyen estabilidad

política, condiciones económicas y socioculturales, infraes-

tructura, espacios vitales y el medio ambiente. Las clasifica-

ciones, que fueron producidas en el 2010, cubren 221 ciu-

dades. Entre las 10 más importantes están Viena, Zurich y

Ginebra en los tres aspectos líderes, y Düsseldorf, Frankfurt

y Múnich clasificadas de la sexta a la octava. La clasificación

de las ciudades de 2011 de la Unidad de Inteligencia del

Economist, tiende a darle altas calificaciones a las principa-

les ciudades angloparlantes, donde Melbourne ocupa el

número uno, seguida por Viena, Vancouver, Toronto, Cal-

gary, Sídney y Helsinki. La disparidad radica en la pondera-

ción de la información, la cual en este caso hace énfasis en

el suministro de bienes y servicios, seguridad y la eficiencia

de la infraestructura.

Finalmente, la revista de estilo de vida Monóculo co-

loca a Helsinki en la cima de la lista de "ciudades más via-

bles 2011", seguida por Zurich, Copenhague y Múnich –

y basa su evaluación en factores como seguridad,

conexiones de vuelos internacionales, clima, calidad de la

arquitectura y el equilibrio entre una atmósfera agrada-

ble, rica en tradición y la planeación urbana progresiva.

Sin embargo, las diferencias entre las ciudades mejor cla-

sificadas son marginales. Nueva York, a la que le fueron

asignados 100 puntos como ciudad de referencia en el ín-

dice Mercer, ocupa el puesto 49 –y a sólo 8.6 puntos por-

centuales detrás de la ciudad número uno, Viena. Las ciu-

dades africanas con las mejores calificaciones, Ciudad del

Cabo y Túnez, ocuparon el puesto 86 y 94. La ciudad líder

en Suramérica, Buenos Aires, ocupa el puesto 78. Bien le-

jos en la lista están ciudades como La Habana (192) y

Dhaka (206).

Calidad de Vida en las Ciudades

Los Desequilibrios

Muchas de las clasificaciones de las ciudades sólo confir-

man lo que cualquiera esperaría: que las ciudades en los paí-

ses altamente desarrollados tienen mayor probabilidad de

ofrecer una alta calidad de vida. En muchos de estos estudios,

el desarrollo dinámico de un sinnúmero de ciudades impor-

tantes en los países en desarrollo y en los mercados emergen-

tes no fue considerado del todo. Un ejemplo es el desarrollo

de los tugurios; el informe de UN-HABITAT sobre el estado de

las ciudades del mundo tiene tanto buenas como malas noti-

cias en este sentido. Mientras que la proporción de personas

que viven en tugurios en todo el mundo está descendiendo,

el número absoluto de habitantes de tugurios está aumentan-

do. En el 2010 era de 828 millones de personas, en compara-

ción con los 657 millones que se registraron en 1990.

Entre 1995 y el 2005 la población urbana en los países

en desarrollo aumentó en 165.000 –por día. La sola pobla-

ción de Dhaka, una metrópoli de 15 millones, está crecien-

do en medio millón de personas cada año. Este proceso es

más pronunciado en África, que es todavía, en gran parte,

un continente rural, cuyas ciudades están creciendo en un

índice de tan sólo 3.2% al año. Sin embargo, el desarrollo

económico no va al ritmo con el crecimiento, y el resultado

es la formación de nuevos barrios marginales. El Norte de

Europa es todavía el área más urbanizada de la tierra, don-

de el 84.4% de la población vive en ciudades, mientras que

sólo el 23.7% de la gente del este de África vive en ciuda-

des. Para el 2050, sin embargo, esta situación habrá cam-

biado radicalmente. Para entonces, el 91.4% de la pobla-

ción de Suramérica será urbana, según UN Habitat.

"En general, la calidad de vida en las ciudades del Tercer

Mundo sólo podrá aumentar si se puede solucionar el pro-

blema de la pobreza. Eso requiere de crecimiento económi-

co, de estabilidad política y sobre todo, de la voluntad de los

tomadores de decisiones de planear a largo plazo y de actuar

de conformidad", dice Moreno. Un excelente ejemplo es Chi-

le, dice él, donde el gobierno no sólo ha respaldado el creci-

miento económico fuerte, sino que también le ha permitido

a la gente tomar sus destinos en sus propias manos, al am-

pliar los servicios sociales y los programas de educación, par-

ticularmente en los barrios marginales. Según la fundación

"Un Techo para Chile", el número de familias que viven en ba-

rrios marginales se reducirá un 77%, en 29.000, en 13 años.

De otra parte, el aumento global de los desequilibrios

económicos, según lo medido por los coeficientes Gini

compilados por UN Habitat, presenta un cuadro más in-

quietante. El coeficiente de 0 significa igualdad y 1 significa

desigualdad absoluta. Los valores entre 0.3 y 0.4 señalan

sociedades comparativamente igualitarias, y los valores

mayores a 0.5 indican un fuerte desequilibrio. En ese pun-

to, la quinta parte más pobre de la población gana sólo el

| Datos y Pronósticos

Económicos Están Creciendo en las Ciudades de Todo el Mundo

Pictures of the Future | Otoño 2011 39

3% del ingreso total, mientras que la quinta parte más rica

se queda con la mitad. Los coeficientes Gini actuales de-

muestran que la riqueza y el ingreso en muchas ciudades

de EE.UU. están ahora distribuidos de manera desigual,

como en las principales ciudades del mundo en desarrollo.

Cuarenta ciudades importantes, incluida Nueva York, Was-

hington D.C. y Chicago tienen valores de 0.5. Este es el mis-

mo nivel de Ciudad de México, Ho Chi Minh y Nairobi.

Estos desequilibrios han aumentado en todo el mundo

occidental desde 1980 –especialmente en las ciudades. In-

cluso en Canadá, uno de los países más igualitarios, los

centros urbanos tienen un coeficiente Gini de 0.36, en

comparación con el promedio de 0.28 del país como un

todo. Tendencias similares se pueden observar en Europa,

dice Moreno. Estas son reforzadas, agrega él, por el hecho

de que los migrantes y las minorías étnicas son especial-

mente afectadas: "Esta es potencialmente una situación

muy explosiva socialmente hablando, porque no es sólo un

problema de números absolutos sino también la percep-

ción de desigualdad". Las revoluciones en Túnez y en Egip-

to, cuyas ciudades grandes ofrecen una calidad de vida re-

lativamente alta para los países en desarrollo, fueron en su

mayoría realizadas por clases educadas, que fueron prácti-

camente excluidas del mercado laboral, dice Moreno.

Urs Fitze

Crecimiento Comparativode las Poblaciones Urbanas

Karachi, Pakistán

0

Población (millones)

Calcutta, India

Dhaka, Bangladesh

Shanghai, China

New York-Newark, USA

Ciudad de México, México

São Paulo, Brasil

Mumbai, India

Delhi, India

Tokio, Japón

5

10

15

20

25

30

35

40

2020200019801960

Crecimiento entre 1960 y 2020 (en%)

Fuente: Datos de UN Habitat

+800 +3.585

+180

+44

+309

+445

+484

+1.052

+122+227

Diferencia Relativa de la Riqueza entre Ricos y Pobres

Coeficiente Gini (basado en el ingreso)

Los Pobres: El pedazo Más Pequeño del Pastel

Johannesburg (2005)

Addis Abeba (2003)

Bogotá (2005)

Nairobi (1999)

Ciudad de México (2005)

Santiago (2006)

Ho-Chi-Minh-City (2002)

Hongkong (2001)

Rio de Janeiro(2005)

São Paulo(2005)

Shenzhen (2004/5)

Montevideo (2006)

Kuala Lumpur (1999)

Manila (2006)

Caracas (2007)

Amman (1997)

Hanoi (2002)

Shanghai (2004/5)

Peking (2003)

El coeficiente de Ginidenota los desequilibriosen el ingreso de losresidentes. Por debajo deun coeficiente de 0.4, losingresos están,relativamente, ydesigualmentedistribuidos. Los valorespor encima de 0.5indican desequilibriosimportantes.

0.0

50

100

150

200

Bevölkerung(Mio.) %

1990

0.2

0.4

0.6

0.8

Fuente: Observatorio Global Urbano, 2009

Fuente: Estado de las Ciudades del Mundo", de Naciones Unidas (UN),

(2010/2011)

Línea de Alarma Internacional

África del Norte

‘00 2010

10

20

30

40

50

60

70

África Sub-Sahara

Latinoamérica /Caribe

Este de Asia Sur de Asia Sudeste de Asia

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1990 ‘00 2010

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1990 ‘00 2010

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Residentes en tugurios (millones)% Residentes Urbanos en Tugurios

Calidad de Vida en las Ciudades | Contratación de Energía

A pesar de que los presupuestos son ajustados, las ciudadesdeberán continuar invirtiendo en sus infraestructuras. Lassoluciones de financiamiento de Siemens pueden ayudar,como lo demuestra un edificio administrativo en Beijing.

Según el proverbio chino, "ver una vez es mejorque oír 100 veces". Hace dos años, Chen Gang,

el secretario del partido del Distrito de Chaoyangde Beijing, el centro económico internacional de lacapital china, decidió formarse su propia opinióndel potencial de ahorro de energía de la tecnologíade construcción moderna. Además, él se enfrenta-ba a un problema urgente. En las últimas tres déca-das, miles de rascacielos se habían construido ensu área administrativa, pero sólo un puñado deellos se había construido de conformidad con lasúltimas normas. Casi nadie había pensado en elaumento de los precios de las materias primas nien la necesidad de reducir las emisiones de gasesde invernadero, particularmente en los primerosaños del milagro económico chino. El edificio delconcejo distrital de Chen, una estructura austerautilitaria cerca del venerable Parque Ritan, fueconstruido también en ese periodo. ¿Valdría lapena ajustar el edificio a las nuevas normas?

Chen encontró un socio, que considerabatambién que valía la pena, y se preparó para de-mostrarlo, sin ningún costo adicional para el pre-supuesto municipal: Siemens. La compañía ma-nifestó su voluntad de equipar el edificio delgobierno con la última tecnología. Sobre todo,planeaba acondicionar el edificio con un sistema

Fórmula Ganadora

de calefacción y de refrigeración eficiente quepermitiera el ajuste individual de la temperaturaen algunas salas y partes del edificio, algo que noera posible con el sistema antiguo. Los expertosde Siemens predicen ahorros de energía de por lomenos el 12% al año, que corresponde a aproxi-madamente 1.5 millones de kilovatios-hora deenergía y a 467 toneladas métricas de dióxido decarbono al año. Adicionalmente, ellos derivaronun modelo de financiación libre de riesgos en tér-minos reales. Siemens coloca a disposición la tec-nología en forma de un contrato de leasing. Du-rante cinco años y medio, la financiaciónrealizada por Siemens es reembolsada a través delos ahorros garantizados obtenidos, gracias a latecnología de Siemens.

En octubre de 2009, Siemens Building Tech-nologies y el gobierno del distrito de Chaoyanginiciaron una sociedad estratégica bajo estos tér-minos, y el nuevo sistema entró en servicio du-rante el 2010. "Estamos ayudando al gobiernodistrital de Chaoyang a aumentar su eficienciaoperacional y energética sin tener que hacer nin-guna inversión en dinero", dice Yang Gang, Ge-rente General de Siemens Finance and LeasingLtd. "Estamos creando una solución en la cual loscostos del leasing son menores que los costos de

la energía ahorrada. El proyecto, por lo tanto, sepaga a sí mismo e incluso permite ahorros extras.Es una situación de ganar o ganar para los clien-tes, para Siemens y para el medio ambiente".

En otros países, estos paquetes de solucionesque involucran tecnología y financiación –un mé-todo conocido como contratación de energía–han sido comunes durante muchos años. En Chi-na, sin embargo, son bastante nuevos. "Nuestrasociedad con Siemens ayudará al gobierno deldistrito de Chaoyang a desarrollar un modelo deahorro de energía y de reducción de las emisio-nes que se ajusta a nuestras necesidades", diceChen. Él confía en que el proyecto influenciará aotros. "El proyecto piloto puede servir como unmodelo que se pueda duplicar en otros edificiospúblicos de la ciudad y de todo el país", dice el se-cretario del partido. "Nos gustaría tener a Sie-mens como socio en el esfuerzo común de cons-truir una economía baja en carbono".

Potencial Enorme. China se ha fijado metas am-biciosas. Para el 2020, quiere reducir sus emisionesen por lo menos 40% respecto a los niveles de2005, con relación al desempeño económico, me-diante la combinación de la reducción de las emi-siones y de la promoción del uso de energías reno-vables. Esto sólo se podrá logar empleando latecnología más moderna. La contratación de ener-gía es por lo tanto una solución que se utilizarácada vez más, no sólo en China sino en otros paí-ses emergentes también. Y debido a su tamaño y ala fortaleza financiera, Siemens está en buena po-sición de ayudar a sus clientes cuando éstos se en-frentan a inversiones iniciales altas. Además, lacompañía puede ofrecerles frecuentemente mejo-res términos que los disponibles en otra parte.

Siemens Building Technologies no es el úniconegocio de Siemens que ofrece financiación futu-rista de las últimas soluciones técnicas en los paí-ses emergentes. En el 2008, por ejemplo, el Hos-pital Dazhou Western & TMC en la provinciaoccidental china de Sichuan, trabajó con Siemensde esta forma para actualizar la unidad de diag-nóstico con los nuevos escáneres de TC y de IRM.

"Nos encontrábamos en una situación finan-cieramente difícil en ese momento, pero paraaumentar el estándar de nuestra atención médi-ca queríamos comprar equipos Siemens, porqueconsideramos que los productos de la compañíason los mejores que existen en el mercado", diceel Director del Hospital Ren Wanwu. "Nos com-plació que Siemens nos ofreciera una opción definanciamiento".

En forma similar, el hospital Jining Medical Co-llege de la provincia oriental china de Shandong haescogido repetidamente equipos de Siemens a tra-vés de la financiación de Siemens durante los últi-mos cinco años. Aquí también, se evidencia que,con la financiación correcta, la tecnología moder-na vale la pena –para todos los implicados.

Bernhard Bartsch

40 Pictures of the Future | Otoño 2011

Siemens está ayudando al Distrito de Chaoyang de

Beijing a impulsar la eficiencia energética de sus

edificios. Como resultado, se redujo el uso de energía,

las emisiones de CO2 y los costos.

Pablo Vaggione, 45, es unplaneador urbano que seespecializa en desarrollosostenible. Nacido enEspaña, supervisa más de50 proyectos enLatinoamérica,Norteamérica, EuropaOccidental y el Este de Asia.Estudió planeación urbana,diseño y administración deempresas en la Universidadde Harvard y desarrollosostenible en la Universidadde Naciones Unidas.Vaggione fue SecretarioGeneral de la SociedadInternacional dePlaneadores de Ciudades yRegionales, una ONG conrepresentación en 70países, y es el fundador deDiseño ConvergenciaUrbanismo (DCU), unaplataforma paraplaneadores urbanos.

¿Qué hace que valga la pena vivir en una ciudad?Vaggione: Cada ciudad tiene su propia forma dedefinir la buena calidad de vida. Se puede pensar queestá reflejada en el número de empleos, o en viajesmás cortos, una amplia gama de atraccionesculturales, amplia seguridad pública, o incluso airemás limpio.

¿Eso significa que la sostenibilidad y la calidad devida no están necesariamente ligadas?Vaggione: Están estrechamente relacionadas, pero losconceptos no son idénticos. Lo que constituye lacalidad de vida es completamente subjetivo. Unaciudad sostenible es aquella que tiene mayorprobabilidad de ofrecerle a sus residentes una buenacalidad de vida en el largo plazo. Donde el desarrolloeconómico y el desarrollo social están en equilibrio conla salud y un medio ambiente protegido. Una ciudadsostenible es un sistema complejo de edificios, redes detransporte, atención en salud e instalacioneseducativas, y suministros de agua y energía. Todosestos servicios deberán verse como un sistemaintegrado. Una ciudad eficiente puede conseguir másconsumiendo menos. Las ciudades compactas y bienplaneadas requieren menos espacio y alardean demenores costos de infraestructura, que las ciudadesdominadas por la expansión urbana.

¿Cuáles ciudades están tomando este métodoalternativo?Vaggione: Hay varias de ellas. Londres, Helsinki yCopenhague son destacadas por tener la sostenibilidaden cuenta en su planeación a largo plazo. En Colombia,Bogotá pudo reducir su enorme problema de congestiónde tráfico trabajando con diferentes proveedores paraofrecer un sistema de transporte rápido y coordinadobasado en buses. La ciudad brasileña de Curitiba hacombinado eficientemente, tanto el uso del tráfico comoel uso de la tierra. Y Porto Alegre es pionera en el campode hogares activamente comprometidos, en los cuales losciudadanos tienen voz a la hora de determinar cómo sonutilizados los recursos.

En su opinión, ¿cuáles son las mejores ciudadespara vivir hoy?Vaggione: Vancouver; Portland, Maine;Copenhague y Múnich todas registran seguidoaltas calificaciones en las clasificaciones de lasciudades más saludables y prósperas. Pero lasinterminables atracciones culturales de Nueva Yorky Londres son también muy atractivas. Está laexuberante belleza de Río y Estambul. La energíasin límites de Tokio es un gran atractivo, y Ho ChiMinh es un lugar bien dinámico, con un granpotencial.

¿Cuáles son los principales desafíos a los quese enfrentan los planeadores urbanos hoy?Vaggione: Las ciudades se encuentran bajo unagran presión de desarrollo. Tienen que manejarel problema del cambio climático y de laexplosión demográfica, una infraestructurasobrecargada, y recursos financieros limitados.Las administraciones de las ciudades necesitanencontrar la forma de utilizar sus recursos máseficientemente. Y los planeadores urbanosnecesitan diseñar un mapa de ruta para elcrecimiento sostenible de una ciudad, con guíasy tecnologías que ayuden a optimizar laadministración de la ciudad.

¿Cómo pueden las tecnologías de informacióny de comunicación contribuir a este proceso?Vaggione:Pueden ayudar a diseñar ciudades máseficientemente, consolidando toda la informaciónclave –desde el consumo de energía del alumbradopúblico hasta las lecturas de la calidad del aire. Estapuede ayudar a los funcionarios de las ciudades aidentificar los patrones de los consumidores y ayudar alos ejecutivos a tomar decisiones políticas importantes.

¿Cómo difieren las estrategias de planeaciónurbana en las naciones industriales y en lospaíses en desarrollo?Vaggione: Usted no puede aplicar una solaestrategia urbana para todas las ciudades. Inclusodentro de los países desarrollados, las estrategiasurbanas pueden variar, como en el caso deDetroit y Portland. Los principales problemas queenfrenta Nairobi, por ejemplo, son transporte,derechos sobre las tierras y el número depersonas que viven en barrios marginales. El retode Shanghái es el rápido crecimiento de lapoblación de la ciudad y de la economía, al igualque el aumento de la contaminación del aire.Nueva York, como otro ejemplo, tendrá quemejorar su infraestructura –especialmente susaeropuertos y sistemas ferroviarios– si quiereseguir siendo competitiva. Necesita reducir elconsumo de energía de sus edificios.

¿Cómo luciría una ciudad con una perfectacalidad de vida en el futuro?Vaggione:La participación ciudadanadesempeñará un papel más importante en elfuturo. Permitirles a los ciudadanos tener voz en latoma de decisiones crea una base común para eldesarrollo sostenible. Las ciudades con ciudadanosinformados y comprometidos son mejoresciudades. Eso significa reconocer que tenemostanto derechos como responsabilidades. Todociudadano tiene una voz que merece serescuchada, y la participación ciudadana activa serácrucial para conseguir la sostenibilidad. Dentro deeste contexto, descentralizar los servicios de laciudad demostrará también ser muy importante.

Entrevista de Silke Weber

Pictures of the Future | Otoño 2011 41

Calidad de Vida en las Ciudades | Entrevista

Ciudades Eficientes: ConsiguiendoMás Consumiendo Menos

Calidad de Vida en las Ciudades | Atención en Salud

La atención médica de última generación es una parte esencial de la alta calidad de vida en lasciudades. Un ejemplo de esto es el Centro de Imagenología Molecular Tawam en Al-Ain, EmiratosÁrabes Unidos. Aquí, la tecnología de Siemens está ayudando a diagnosticar y tratar enfermedades.

La ciudad desértica de Al-Ain está poniendo a trabajar

nuevas técnicas de diagnóstico para ofrecer atención

en salud de clase mundial –convirtiéndola en pionera

en los Emiratos Árabes Unidos.

Si usted está buscando modelos de la ciudaddel futuro, los Emiratos Árabes Unidos (EAU)

son un buen lugar para empezar. Varios ejemplosllegan a la mente. Está la Ciudad de Masdar, uncentro urbano extremadamente eficiente ener-géticamente, que se está construyendo cerca alaeropuerto internacional de Abu Dabi y el cualhace un uso extensivo de las tecnologías de Sie-mens (ver Pictures of the Future, Primavera de2011, p. 40). Otra ciudad que no se puede pasarpor alto es Dubái, la metrópolis brillante en me-dio del desierto, que en los últimos 20 años haestado persiguiendo la ambiciosa meta de con-vertirse en uno de los principales centros urbanosdel mundo para las industrias de turismo, servi-cios y financieras. Y allí está también Al-Ain, unaciudad con una población de 370.000.El contraste con Dubái y Abu Dabi no podría

ser mayor. En vez de rascacielos, los edificios másaltos aquí tienen sólo siete pisos de alto. Muchosdescriben a Al-Ain como un oasis urbano en com-paración con las otras dos ciudades, en parte de-bido a su tradición de jardinería, que es el origende su segundo nombre, la "Ciudad Jardín". Aun-que el futuro está apenas empezando en Masdar,y Dubái está reinventando su propio futuro des-pués de la recesión económica de los últimos

42 Pictures of the Future | Otoño 2011

años, Al-Ain ha sido vista como un modelo devida urbana exitosa durante aproximadamente4.000 años. Así es como por mucho tiempo estaciudad en la frontera con Omán ha sido continua-mente habitada. El abundante suministro deagua convirtió a este punto del desierto en un si-tio atractivo y les trajo prosperidad a sus habitan-tes, quienes se dedican a la cría de camellos y almercado de jardinería.Al-Ain, como toda la región que la rodea, se

está también reinventando. Los EAU están inten-tando centrar su modelo económico en el creci-miento de las industrias, con el fin de reducir ladependencia del ingreso de las perforaciones depetróleo y gas (ver Pictures of the Future, Prima-vera de 2011, p. 43).

Diagnóstico y Diseño. Al-Ain se está convir-tiendo en un centro de atención médica declase mundial. Un caso puntual es el Centro deImagenología Molecular Tawam (TMIC). Su tec-nología de imagenología diagnóstica incluye elBiograph mCT de Siemens, un sistema híbridoque fusiona la tomografía de emisión de posi-trones (PET) y la tomografía computarizada(CT). Esta combinación trae ventajas –especial-mente en lo que respecta a la detección y el tra-

tamiento tempranos del cáncer, y de enferme-dades cardiovasculares y neurológicas– porquepuede mejorar dramáticamente la precisión delos diagnósticos médicos, mejorando así poten-cialmente el resultado del paciente.Los pacientes del Centro de Imagenología

Molecular Tawam se están beneficiando tam-bién del Ciclotrón Eclipse HP de Siemens, unacelerador de partículas que produce los bio-marcadores de radioisótopos requeridos paralos exámenes de PET. Como lo explica Bashar AlRamahi, Gerente Senior de Desarrollo de Nego-cios de Mubadala Healthcare y Gerente Generalde TMIC, "Al combinar la tecnología PET y CT, es-tamos usando las ventajas de ambos procesos.Ahora podemos ver más –y podemos verlo conmayor detalle. En el caso de algunas metástasis,esto puede salvar vidas".Diseñado y equipado por Siemens, el TMIC es

propiedad de Mubadala Healthcare –una unidadde la compañía de inversión y desarrollo de nego-cios de Abu Dabi –y operada clínicamente porJohns Hopkins Medicine International. En funcionamiento desde finales de 2010, el

centro es una de las iniciativas clave del plan deMubadala Healthcare, de establecer instalacionesmédicas de clase mundial en los EAU. Los médi-

Un Oasis de Atención de Primera Clase

Pictures of the Future | Otoño 2011 43

cos y estudiantes de medicina de todos los EAUestán viniendo a Al-Ain a aprender sobre las téc-nicas diagnósticas sofisticadas del Centro. Aparte de la tecnología y de la experiencia clí-

nica, otra razón de interés en el TMIC podría serla atmósfera agradable de este centro. El hall deentrada a las instalaciones es tan bello y llama-tivo como el de cualquiera de los hoteles lujososque proliferan en Abu Dabi y Dubái. Los delica-dos paneles de madera que cubren las fachadasde vidrio permiten que la luz natural entre al in-terior, y móviles cuelgan del alto techo del lobby.El objetivo es hacer el proceso de diagnóstico lomás agradable posible para los pacientes du-rante, el que podría ser, un tiempo de ansiedad.A los pacientes se les ofrece la privacidad de suspropias salas, por ejemplo, todas las cuales tie-nen vista al jardín.A pesar de las nuevas instituciones como el

TMIC, la expansión del sistema de atención en sa-lud en los EAU es un desafío sustancial. Los estu-

dios demuestran que la creciente urbanización yla prosperidad en crecimiento están causando unsinnúmero de problemas. Por ejemplo, el estilode vida urbano –donde se conduce mucho y sehace poco ejercicio– está entre las razones por lasque los habitantes de los EAU tienen una alta inci-dencia de enfermedades cardiovasculares y el se-gundo índice más alto de diabetes del mundo.Cerca del 20% de la población está afectada poresta enfermedad que amenaza la vida y otro 20%está clasificado como un grupo de alto riesgo.Una mejor alternativa para el diagnóstico y el

costoso tratamiento de una enfermedad crónicaes su prevención efectiva por medio del deporte yuna dieta saludable. Y la arquitectura de la ciudadpuede desempeñar un papel aquí. Por ejemplo, laCiudad de Masdar ha sido modelada entre las lí-neas de las ciudades tradicionales árabes del inte-rior. Frescas brisas circulan a través de los estre-chos callejones, y las paredes de las casas ofrecensombra. Contrario a Dubái y a Abu Dabi, quepoco hacen por estimular a los peatones, la Ciu-dad de Masdar está haciendo, nuevamente,atractiva la caminata –como lo ha sido por milesde años en los jardines de Al-Ain, donde los visi-tantes todavía pasean bajo palmas sombreadas.

Andreas Kleinschmidt

Calidad de Vida en las Ciudades

En ResumenAproximadamente 3.5 billones de personas

viven hoy en ciudades; en el 2030 la cifra seaproximará a los 5 billones. Todos los días cerca de100.000 personas migran hacia las conurbacionesde Asia. Se necesitan nuevas e inteligentessoluciones de infraestructura para garantizar lasostenibilidad, para que la calidad de vida puedaestar a tono con el crecimiento de la población.Estas soluciones le permitirán, por ejemplo, a laspersonas trabajar más flexiblemente en el futuro,vivir de manera independiente en su vejez, ymantenerse móviles en las megaciudades encrecimiento (p. 12).

Londres está modernizando grandes partes desu infraestructura desactualizada. Las líneas demetro de la ciudad serán ampliadas y los nuevostrenes "subterráneos" se espera que reduzcan latensión en la red de transporte, empezando en el2018. Las emisiones asociadas a los vehículos sevan a frenar con buses híbridos, carros eléctricos yelectricidad ecológica de fuentes como la granjaeólica costa afuera más grande del mundo, la cualestá programada para entrar en línea en elestuario del Támesis en el 2012 (p. 15).

Con cerca de 10 millones de habitantes y casi14.000 personas por kilómetro cuadrado, Yakartaes una de las ciudades más densamente pobladasde Asia. La capital de Indonesia está enfrentandograndes retos. Con excepción del sistema de bus,la ciudad no tiene ningún transporte público local,razón por la cual sufre continuamente detrancones de tráfico que le cuestan alrededor de$3 billones al año. Aparte de esto, la ciudad sufretambién inundaciones todos los años (p. 30).

La vida y el trabajo cambiarán sustancialmenteen las ciudades del futuro. Líneas de trenes de altavelocidad, computadores conectados en red y unarobusta arquitectura de seguridad IT les estánpermitiendo a las personas manejar programascon mayor flexibilidad. Y en las oficinas, lasestaciones de trabajo fijas están siendoreemplazadas cada vez más por centros de trabajoflexibles (p. 28).

El proyecto SmartSenior le ayudará a los adultosmayores a vivir independientemente en lasciudades. La plataforma de servicio permitirá a losciudadanos adultos mayores mantenerse encontinuo contacto con los médicos yfisioterapeutas. Una prueba de campo será lanzadaen el 2012 en Potsdam, cerca de Berlín (p. 24).

"No hay nada como una ciudad ideal porque lasmetrópolis están viviendo y respirando entidades",dice Joan Clos, Director Ejecutivo del Programa deAsentamientos Humanos de la ONU HABITAT, enuna entrevista (p. 34).

GENTE:

Infraestructura en Londres:

Kevin Worster, Gerente de Cuentas de la Ciudad

de Londres

kevin.worster@siemens.com

Mark Brearley, Diseño para Londres

mark.brearley@designforlondon.gov.uk

Nuevas oficinas de Siemens:

Thomas Braun, Gerente de Proyecto de Siemens - SRE

braun.thomas@siemens.com

Tranvías y metros:

Matthias Hofmann, Siemens Mobility

matthias.c.hofmann@siemens.com

Dr. Stefan Wappmann, Siemens Mobility

stefan.wappmann@siemens.com

Movilidad completa:

Marcus Zwick, Siemens Mobility

marcus.zwick@siemens.com

Proyecto SmartSenior:

Michael Balasch, Coordinador del SmartSenior

michael.balasch@telekom.de

Tecnologías de comunicación para las ciudades:

Dr. Johann Fichtner, Siemens CT/IT Security

johann.fichtner@siemens.com

Dr. Wilhelm Bauer, Instituto Fraunhofer IAO

wilhem.bauer@iao.fraunhofer.de

Megaciudad Yakarta:

Titin Suwartini, NGO Susila Dharma, Indonesia

sdindo@susiladharma.or.id

Julieta Glasmacher, Siemens Indonesia

julieta.glasmacher@siemens.com

SkyHydrant:

Rhett Butler, Siemens Water Technologies

rhett.butler@siemens.com

Manejo de basuras en Bolivia:

Gerhard Hütter, Siemens Stiftung

gerhard.huetter@siemes-stiftung.org

Financiación para ciudades chinas:

Yang Gang, Siemens Financial Services China

gang.yang@siemens.com

ENLACES:

Sitio Web de Ciudades Sostenibles:

www.siemens.com/cities

Diseño para Londres:

www.designforlondon.gov.uk

SkyJuice Foundation: www.skyjuice.com.au

Sociedad ISOCARP para Planeadores

de Ciudades:

www.isocarp.org

Campaña de 7 Billones de Acciones de la UNFPA:

www.7billionactions.org

Consorcio SmartSenior:

www.smart-senior.de/enEN/

44 Pictures of the Future | Otoño 2011

Paiki tira su línea por última vez. Él ya ha atra-pado tres bagres y cinco pirañas, pero no es

más de lo que alguna vez ha atrapado. "Los pecesno pican mucho en la estación lluviosa", dice él,"pero es más fácil atraparlos nuevamente cuandoel río baja". Paiki está muy familiarizado con las le-yes de la selva. Él ha vivido en la selva del Amazo-nas toda su vida y ha cazado jabalíes, tortugas ypeces desde que era niño.Paiki arranca el motor fuera de borda de su pe-

queño bote y empieza a maniobrar lentamente yhabilidosamente a través de las copas de los árbo-les que salen del agua. Cuando la estación secaempiece en unas pocas semanas, el nivel del aguadel Río Fresco bajará hasta 10 metros y los troncosde los árboles volverán a verse nuevamente. En elmomento, ellos están todavía ocultos debajo delas masas de agua amarillo-marrón que están co-rriendo a través del estado brasileño de Pará.Paiki, que tiene 31 años, tiene una cita con el

odontólogo esta mañana en su pueblo, Kikretum,que es bastante remoto incluso para los estánda-res de los amazónicos. Kikretum tiene 500 habi-tantes y está ubicado en el centro del territorioocupado por la tribu Kayapo. Aquí no hay nadamás que selva tropical hasta donde el ojo puedever. La ciudad grande más cercana, Marabá, está a

dos horas de vuelo, y a seis horas en bote de laciudad más pequeña de Sao Felix de Xingú. En todo caso, Paiki cree que es más importante

pescar hoy, pues tiene cuatro niños que alimentar.Su esposa dio a luz hace una semana a un niño –algo de lo que Paiki se siente muy orgulloso. Qui-zás el pequeño crecerá hasta convertirse en unguerrero Kayapo. Aunque los rituales asociadosno serán fáciles. Por ejemplo, el niño tendrá quearrancar parte de un nido de avispas, y los furiososinsectos lo picarán una y otra vez en esta pruebade coraje. Así es simplemente la vida aquí. Una auxiliar de enfermería del departamento

de salud de la Secretaría Especial de Salud Indíge-na (SESAI) de Brasil estuvo presente cuando elniño más joven de Paiki nació. Sin embargo, losmédicos y los odontólogos sólo realizan visitas fu-gaces de un día a los pueblos indios remotos,como el de Paiki. "El chamán, un curandero indí-gena, nos trata cuando nos enfermamos", dicePaiki mientras se agacha para evitar una gruesarama que cuelga en el camino hacia Kikretum. Elchamán se ocupa de cosas como mordeduras deserpiente y de las "enfermedades del espíritu", quees como los Kayapo describen los desórdenes psi-cológicos. Él se da cuenta rápidamente si una en-fermedad tiene que ver con el espíritu del agua y

si a sus pacientes se les debe dar hierbas o quizásse les debe ordenar evitar algunos alimentos. Sinembargo, el chamán no es de mucha ayuda parala tuberculosis, las hernias o la malaria. En estosdías, muchos Kayapo están demandando mejorprovisión de lo que ellos llaman "la medicina delhombre blanco". En el 2009, indios furiosos inclu-so ocuparon un edificio propiedad del precursordel SESAI, para que les atiendieran sus demandas.

Un Territorio del Tamaño de Austria. Losmédicos selváticos del SESAI visitan regular-mente a Kikretum en un avión monomotor.Este avión es necesario porque los 7.000 Ka-

Pictures of the Future | Atención en Salud en la Selva Tropical

Hasta hace poco, los habitantes de la región del Amazonas de Brasil tenían que viajar a las ciudadespor diferentes tipos de tratamientos médicos. Ahora, una iniciativa privada está cambiando esto,trayendo servicios médicos a la misma selva. Siemens está suministrando dispositivos de ultrasonidomóviles para respaldar el esfuerzo.

Clínica bajo las Palmas

Pictures of the Future | Otoño 2011 45

yapo están dispersos por un territorio del ta-maño de Austria. Los médicos son incapacesde tratar muchos casos en el sitio. En estas si-tuaciones, ellos envías a sus pacientes indíge-nas a hospitales de las ciudades como Sao Fe-lix do Xingú, Marabá o incluso Belém, quetiene una población de millones y está ubica-da cerca de la costa atlántica. "Uno de mis hi-jos tuvo neumonía una vez", recuerda Paiki."Llevó seis semanas tratarlo en Belém. Nosquedamos con él todo el tiempo y dormimosen sillas de plástico en el hospital. Sería másfácil si pudieran conseguir más tratamientomédico justo aquí, en nuestros pueblos".

Indios como Paiki y su familia (abajo) y todo el

pueblo de Kikretum se benefician de una

expedición de salud al Amazonas. Exámenes e

incluso operaciones se están realizando en el

sitio (página a la derecha).

El deseo de Paiki se está haciendo realidad.Más de una docena de médicos llegaron reciente-mente, algo que jamás se había visto en el territo-rio Kayapo. Médicos y enfermeras de la organiza-ción no gubernamental Expedicionarios de Salud(EDS), que es financiada exclusivamente a travésde donaciones, han transformado la escuela delpueblo de Kikretum en un pequeño hospital parauna estancia de 10 días. Ellos han construido tien-das y prendido generadores diesel, y han traídocon ellos aires acondicionados, instrumentos qui-rúrgicos e incluso unidades de ultrasonido de Sie-mens. Los temidos odontólogos hacen parte tam-bién del grupo. Los indios dicen que susencuentros con estos profesionales médicos conmayor frecuencia no harían que perdieran undiente sino que se salvara uno –por lo que son pa-cientes un poco renuentes. El bote de Paiki se está aproximando a su pue-

blo, y él puede ver que ya hay una multitud co-rriendo hacia la costa. El ferri apenas ha llegado deGorotiri, otro asentamiento Kayapo. El barco hatraído pacientes –y por lo tanto trabajo– para losoftalmólogos, el pediatra, el cirujano, el ginecólo-go y los demás médicos, que realizaron juntos cer-ca de 1.700 exámenes y tratamientos (incluidasmás de 70 operaciones) duran-te su estadía. Paiki amarra subote y camina hacia la multitud.Él ha pasado un nylon por lasbranquias de su recién atrapadopez y ha amarrado los extre-mos. El pez cuelga sobre el palocomo una sarta de perlas –el gran y gordo bagre ylas pirañas con sus dientes mortalmente afilados,pronto estarán nadando en una sopa. Muchos delos recién llegados de Gorotiri han traído compa-ñeros con ellos. Algunos tienen arcos y flechas.Ellos planean cazar su comida durante su estadíaen Kikretum. Una jaula que contiene a un impa-ciente loro que aletea sus alas, parece perdida enla multitud; una joven Kayapo saca hormigas deuna piel de rata.El hecho de que un bote lleno de pacientes

haya llegado aquí es sólo un suceso menor, si setienen en cuenta los rumores que se han difundi-do en Gorotiri de que los médicos le sacaron losojos a los pacientes y los reemplazaron por ojos decaballo. Los viejos del pueblo tenían que conven-

cer a la gente enferma de que ellos los ayudaríanen Kikretum antes de que aceptaran ir. El expertoguerrero Kayapo Akiaboro es un buen ejemplo.Akiaboro, que se considera a sí mismo un líder po-lítico de los Kayapo, se para recto cuando se movi-liza a través de la multitud, con plumas de loroamarillas y verdes adornando su cabeza. "Hay al-gunas enfermedades que el hombre blanco pue-de tratar mejor que los chamanes", dice él. "Yomismo vine a Kikretum para que me hagan unchequeo". Akiaboro quiere ver también al odontó-logo porque tiene problemas con uno de sus con-ductos radiculares. "No he dormido durante díasdebido al dolor", confiesa. La visita de Paiki al dentista está todavía lejana.

Ya cae la tarde y todavía hay una gran fila en fren-te de la escuela del pueblo. Una niña Kayapo estájugando fútbol con un balón; su piel está cubiertade pintura ornamental, y cadenas coloridas cuel-gan de sus muñecas y tobillos. Antes de que lospacientes sean enviados a la estación de trata-miento correcta de la escuela, sus nombres son in-gresados en un computador. Las enfermeras lepegan etiquetas de varios colores sobre la piel delos indios para indicarle al resto del personal adónde necesitan ir. "Azul significa oculista, rosado

ginecólogo, amarillo pediatra y verde significa elpuesto de operaciones", dice Claudio Braga, quienopera los computadores.

Red Inalámbrica en la Selva. El hospital de ur-gencias de Kikretum tiene un sistema de IT que se-ría la envidia de muchas instalaciones. "Nuestras11 laptops están conectadas en una red inalám-brica; y los archivos de todos los pacientes son di-gitales y accesibles en los puestos de tratamientoy de operaciones también", dice Braga, orgulloso."Virtualmente ningún otro hospital brasileño tieneun estándar de IT tan alto –pero lo hemos traídoaquí, a la selva".El equipo de examen y los instrumentos qui-

rúrgicos son limpiados en la sala de esterilización

"Virtualmente ningún otro hospitalbrasileño tiene tan alto estándar deIT –pero lo trajimos aquí a la selva".

46 Pictures of the Future | Otoño 2011

detrás del escritorio de Braga, donde están loscomputadores y la impresora. Dos miembros jóve-nes de la tribu Kayapo están ahora cubriendo eltecho de la plataforma con hojas de palma fres-cas. Esto ayuda a muchos de los pacientes másviejos, algunos de los cuales difícilmente podránvolver a ver. Los poderosos rayos del sol hacenque los lentes de los ojos de los nativos se man-chen más pronto aquí que en cualquier otra parte.No es sorprendente que las cataratas sean ungran problema aquí."Las enfermedades que diagnosticamos tienen

mucho que ver con las condiciones medioam-bientales y con el estilo de vida de los indios", diceFabio Atui, cirujano que tiene un consultorio priva-do en Sao Paulo y quien trabaja también en unode los mejores hospitales de la megaciudad. Aun-que Atui tiene una familia, él siempre toma vaca-ciones sin paga para unirse a las expediciones dela EDS, que se han realizado desde el 2003. El con-sidera que es importante traer servicios médicosde primera clase a las regiones más remotas delAmazonas. "La gente de la selva tropical sufre confrecuencia de enfermedades infecciosas, de hon-gos y de sarna", explica él. "Ellos se desplazan mu-cho, caminan millas y llevan cargas pesadas, ra-zón por la cual las hernias son comunes, mientrasque los problemas cardíacos son raros".Cuando él está en la selva, trabaja en la esta-

ción de operaciones. Aquellos que deseen ingre-sar deberán colocarse primero un par de overo-les azules y una máscara quirúrgica en unaantesala cerrada. Atui utiliza también guantesblancos de látex. Él ya tiene un paciente de her-nia bajo el bisturí. Varios instrumentos quirúrgi-cos están ahora en la incisión; un monitor mues-tra las funciones vitales del paciente. Un aireacondicionado bombea continuamente aire fríoa la tienda, pero el exterior es caliente y húmedo–el clima típico del Amazonas."Nosotros sólo realizamos algunos tipos de

operaciones en la selva tropical", dice Atui. "Los

diagnósticos tienen que ser rápidos e inequívocos,y las operaciones no deben requerir de ningunaoperación complicada o de tratamientos postqui-rúrgicos complicados. Después de todo, sólo esta-remos aquí 10 días". Los diagnósticos en particu-lar son el principal reto, ya que la EDS nosuministra máquina de rayos X, porque son muygrandes y pesadas de transportar. Sin embargo,Atui puede confiar en la unidad de ultrasonidomanual que Siemens suministra sin ningún costo.Él y sus médicos colegas, al igual que las en-

fermeras y demás asistentes, dejan voluntaria-mente las comodidades de la civilización y la pri-vacidad cuando realizan su misión. Por ejemplo,las letrinas y duchas están en un cobertizo demadera cerca de la cocina, y en vez de comer enun buen restaurante de la ciudad, los miembrosdel personal cucharean una mezcla de arroz, frí-joles y carne, desde una gran olla. En la primeranoche, el director de la expedición Ricardo Affon-so Ferreira les dice a los médicos jóvenes que es-tán participando en el proyecto por primera vez,"Es un privilegio estar aquí. Queremos mostrar-les a los indígenas nuestro respeto. No espera-mos que nos den las gracias –no somos misione-ros del siglo XXI".Atui ve las cosas de la misma forma. Él está

convencido de que la única forma de prevenir másdeforestación es asegurarse de que los indígenascontinúen habitando el bosque tropical y viéndolocomo su hogar. Él cree que es incorrecto enviarlosa una ciudad durante varias semanas en busca detratamiento médico. Muchos indios ya están ex-puestos a la promesa de lujo y buenos tiempos enlas áreas urbanas, a través de las estaciones de TVque transmiten el Carnaval de Río en vivo a laschozas de Kikretum. Ellos también ven los videosmusicales de las estrellas pop americanas, sinmencionar las diarias novelas brasileñas que tam-bién muestran imágenes de prosperidad material.Los miembros más viejos de los Kayapo pue-

den recordar bien todas las cosas que el dinero

puede comprar. Atrás en los 80's, se descubrió oroen el territorio Kayapo, atrayendo a todo tipo decaza fortunas. Los buscadores de oro que pulula-ban en la región tenían que pagarle a los indiosuna tarifa por lo que extraían, y los Kayapo real-mente terminaron comprando aeroplanos con eldinero. Sin embargo, la provisión de oro disminu-yó después de unos pocos años, y el dinero rápidoque los Kayapo habían hecho también desapare-ció rápidamente. Para esta época, la prostitución yla venta de droga se habían establecido en lasafueras de la reservación: "La civilización" habíahallado camino en la selva tropical.

Alta Mortalidad Infantil. Paiki tiene dos televiso-res en su choza, a donde llega ahora con su caza.La basura anda por ahí, y las pocas posesiones dela familia son almacenadas en bolsas plásticas quecuelgan en las paredes. Paiki comparte su chozacon otra familia. Todo el mundo duerme en el piso,en tiendas, o en hamacas. La esposa de Paiki estádescansando en una de las hamacas y alimentan-do al nuevo bebé. Los indios jóvenes, en particular,sufren de los efectos de la mala higiene y del climahúmedo del Amazonas. Las enfermedades respira-torias son comunes entre los niños, y los médicosdicen que la tasa de mortalidad infantil es casi 10veces más alta que la de Sao Paulo. "Muchas mujeres no quieren ser examina-

das", dice Iria Novaes, ginecóloga de Campinas."Para la mayoría de las mujeres que veo, es el pri-mer examen ginecológico que han tenido en suvida". Novaes es apoyada en su trabajo por unade las unidades de ultrasonido que Siemens lesuministró a la EDS para complementar la asis-tencia financiera de la compañía a las expedicio-nes. Una noche, justo antes de que se retire a sutienda a pasar la noche, Novaes habla acerca dela gente que ha tratado antes en el día. Una pa-ciente era una mujer de 27 años por la que No-vaes estaba muy preocupada, porque sospecha-ba que la mujer tenía cáncer. Novaes tomó una

Iria Novaes, ginecóloga, y Fabio Atui, cirujano, utilizan equipo de ultrasonido de Siemens durante la estadía con los indios del Amazonas.

mo bote viene de A'Ukre, y uno más grande llegade Gorotiri. A bordo vienen, entre otros, nueve pa-cientes con síntomas de malaria. Apenas hace dosaños difícilmente se veían casos de malaria enesta parte del territorio Kayapo, pero esta enfer-medad infecciosa va ahora en aumento. Las medi-das preventivas son la única cosa que puede ayu-dar aquí; los médicos de la EDS saben que lamedicina y el equipo de alta tecnología son impo-tentes contra esta mortal enfermedad. En sólo unos pocos días, el equipo de la expe-

dición desmontará las tiendas y despegará de lapista de la selva en su avión monomotor, que losllevará al aeropuerto principal más cercano deMarabá. Viajarán entonces a las grandes ciuda-des del sureste de Brasil donde la mayoría deellos viven y trabajan. No regresarán a Kikretumdurante algún tiempo, tal vez, porque cada ex-

pedición de la EDS es enviada a un nuevo desti-no. Después de todo, hay miles de personas entoda la región del Amazonas que necesitan deatención y tratamiento médicos.Paiki camina de regreso al muelle y ve a un jo-

ven Kayapo arrojando piedras al Rio Fresco consu honda. "Ellos no han perforado todavía", gritaPaiki alegremente. Parece que finalmente fue aldentista. Sonríe y revela dientes que habían sidoreparados con un poco de metal brillante duran-te los últimos años. "Estaremos tristes cuando losmédicos se vayan", dice él. ¿Podrá imaginarsePaiki que él mismo podría abandonar el bosquetropical algún día? Eso nunca pasará, dice él. Yopertenezco aquí. Y aunque podría ser fácil vender las joyas que

su esposa hace en una gran ciudad, la vida allí se-ría muy complicada; él siempre se pierde, nosdice. El joven en el banco del río ha empezadoahora a bailar. Entre los tiros con su honda, cantael coro de una canción en inglés que recientemen-te vio interpretar en televisión: "Baby, baby, baby,oh! Baby, baby, baby, oh!"

Andreas Kleinschmidt

Pictures of the Future | Otoño 2011 47

muestra de tejido y la envío al hospital universi-tario de Campinas para su análisis. Entre tanto,su propio examen con la unidad de ultrasonidoreveló al menos algo de buenas noticias: no ha-bía signos aparentes de metástasis, lo que indi-caba que todavía había tiempo y esperanza detratamiento y recuperación.La comunicación entre los médicos y los pa-

cientes a través de las barreras culturales no escosa fácil. Aunque la expedición incluye intérpre-tes, y algunos Kayapo –como Paiki– quien hablasuficiente portugués para defenderse, el idiomaes todavía un problema. Adicionalmente, muchosgestos que son importantes en la comunicaciónmédico-paciente no son entendidos. La región delAmazonas no es el único lugar donde los médicosenfrentan estos problemas. La situación de los in-dígenas de Brasil es extrema en muchos aspectos,pero hay de hecho billones de personas en las áre-as rurales del mundo que tienen sólo acceso limi-tado a la atención y el tratamiento médicos (verPictures of the Future, Primavera de 2011, p. 88).Su situación puede mejorar a un costo asequi-

ble si se pueden cumplir dos condiciones, comoocurre en las expediciones de la EDS: que los médi-cos sean dedicados, y que se les suministre tecno-logía moderna y a su alcance para ayudarlos. Envez de exportar sus dispositivos, Siemens está fa-bricando ahora más y más equipo médico directa-mente en los mercados emergentes, con el fin degarantizar que la tecnología médica de punta pue-da ser suministrada a precios razonables.Celso Takashi Nakano, el oftalmólogo, piensa

también que es erróneo tener que trabajar conequipo de segunda o desechado, sólo porque estáen la selva. Nakano recogió un sinnúmero de do-naciones, razón por la cual ahora puede utilizar elequipo más moderno del mercado cuando acom-paña la expedición. Él opera en su mayoría catara-tas, una tras otra –casi 20 veces al día. "Tenemoslos casos más difíciles del mundo aquí", dice él.Es un gran reto, incluso para Nakano, quien

es considerado como el mejor hombre para loscasos complicados en el hospital universitario deSao Paulo. "Las pupilas de los Kayapo difícilmen-te se dilatan, probablemente debido a su dieta",dice él. Esto dificulta mucho su trabajo, porquetiene que insertar su instrumento quirúrgico enlas pupilas estrechas. Son las 9:30 a.m. –hora delprimer paciente de Nakano. Él utiliza un aparato

de ultrasonido para romper los lentes borrosos yendurecidos del hombre y luego inserta un nue-vo lente con un par de pinzas diminutas. Sus pa-cientes se despiertan de su anestesia en una ha-maca en la escuela del pueblo, poco después desu operación, un vendaje grueso rodea el ojoque ha sido operado.Uno de los primeros pacientes, cuyo vendaje

ya ha sido retirado, hace una visita a los médicosdurante el almuerzo. Las gafas de sol que utilizaahora lo hacen lucir como una estrella de rock vie-ja. "Vea que tan claro puedo ver ahora!" grita enportugués y se quita las gafas. Antes de su opera-ción, sólo tenía el 15% de su visión, pero pronto –después de que su ojo haya sanado por comple-to– podrá ver más del 80%. Los médicos lo llamanamigablemente "Meikumré!" –una frase Kayapoque traduce más o menos "Todo bien!". Hacia el fi-nal de su estadía, algunosmiembros de la expedición, dehecho, empiezan a usar las de-coraciones pintadas tradiciona-les de la tribu. Entre más se aproxima el fi-

nal de la expedición, más largaes la fila en la tienda de losodontólogos. Se ha difundido el rumor de que losodontólogos que vienen esta vez salvan más dien-tes de los que sacan, para los que no han visitadotodavía un odontólogo –o los que les temían an-tes– quieren ahora un turno. Una señal en frentede la tienda dice "kekét meitere" –"bella sonrisa".Como dice Pedro Affonso Ferreira de Campinas,los odontólogos aquí tienen que hacer su mejortrabajo porque "no tenemos suficientes lámparasespeciales. Tenemos que usar una lámpara de ca-beza aunque su luz hace que algunos materialesse endurezcan muy rápidamente. Eso significaque tenemos que trabajar más rápido”.

Horas de Lluvia. El cielo se ha oscurecido nueva-mente afuera, como frecuentemente lo hace en latarde. Las hojas empiezan a susurrar en los árbo-les, y las gotas de lluvia, que pronto se transforma-rán en un aguacero, empiezan a caer. Kikretum seconvertirá entonces en un pantano. Pequeñospuentes de madera hechos a mano –como los dela Piazza de San Marcos en Venecia cuando los ca-nales se inundan– les permiten a los pacientes ir asu acomodación y a la escuela del pueblo. Un últi-

Muchos gestos que son importantesen la comunicación médico-paciente no son entendidos.

48 Pictures of the Future | Otoño 2011

2035. La inventora del softwareque aprende a detectar amenazas

potenciales para los negocios y suspropietarios, se da cuenta de quese ha convertido en el objetivo deun insidioso complot por parte de

la competencia. Lo que losperpetradores no se dan cuenta,sin embargo, es que el software,

aunque todavía se encuentra en sufase piloto, ha aprendido a

predecir sus acciones.

Destacables53 La Ciencia de la Predicción

Siemens está desarrollando métodosque pueden identificar, rastrear yaprender los parámetros clave quemanejan los sistemas y tendenciascomplejas, produciendo comoresultado la capacidad de predecirmuchos procesos con unaimpresionante precisión.

57 Cuerpo de ConocimientoEntrenado en miles de imágenesregistradas, los sistemas de softwarehan aprendido a identificar órganos eincluso a reconocer etapas de cáncer endiapositivas de patología.

62 Puertas hacia el Entendimiento¿Cómo aprenden las máquinas? ¿Cuálesson los retos y las ganancias potencialesasociados? Entrevistas con el Prof.Bernhard Schölkopf y el Prof. TomasoPoggio, responden estas y otraspreguntas. Páginas 62, 68.

64 Inspectores VoladoresUno de los problemas más difíciles a losque se enfrentan los investigadores enel campo del aprendizaje de lasmáquinas es la visión. Los científicos deSiemens están desarrollando sistemasde video que no sólo son capaces deaprender, sino que pueden tambiéninterpretar de manera independiente elmundo visible.

70 La Optimización del TrabajoArmados con algoritmos deaprendizaje, virtualmente cualquiersistema altamente complejo se puedediseñar para minimizar sus propiosrequerimientos de mantenimiento ymejorar su producción. Entre losejemplos se encuentran el equipomédico avanzado, las turbinas de gas ylos parques eólicos.

2035Mientras espera en la mesa de tratamiento la

reparación de una válvula cardíaca dañada, la

inventora de una tecnología única de aprendizaje

mecánico sabe que los competidores podrían

tratar de matarla en cualquier momento. Sin

embargo, poco saben los criminales que, una vez

se active el software, sus agentes rastrearán

escrupulosamente cualquier iniciativa

concebible, colocando gradualmente en ceros su

objetivo y documentando a la vez cualquier

fragmento de evidencia.

Qué espera que ellos hagan, Denise?", dijo elDr. Higgs, entrecerrando los ojos, después

de haberme explicado mi situación. "No estoyseguro", dije. "Pero cualquier cosa que sea, esprobable que pase en cualquier momento". Esta-ba tratando de relajarme en una mesa de trata-miento en la sección de intervenciones de car-diología del hospital, mientras un escánermultimodal producía una serie de imágenes en3D de la válvula mitral dañada de mi corazón. Deotra parte, estaba rebosante con anticipación,fascinada por la idea de que la versión piloto, re-cientemente activada del software de mi empre-sa, Prophet Analytics, estaba a punto de suminis-

Pictures of the Future | Otoño 2011 49

Profeta Invisibletrarme evidencia definitiva contra los perpetra-dores de, lo que parecía, un plan diabólico paradeshacerse de mí. Trataré de explicar los eventosque me llevaron a estar aquí…

Yo fundé a Prophet Analytics hace apenas unaño. La idea era crear una empresa que utilizaraun grupo de algoritmos de aprendizaje únicos quehabía patentado para descubrir amenazas paralos negocios y para las personas, y que ayudara alos usuarios a predecir –y evitar– los resultados deestas amenazas. En su versión piloto, el software,que fue entrenado para identificar eventos anó-malos en mi medio ambiente ampliado, estaba di-señado para correr como una aplicación de muy

alta seguridad en mi comunicador. El softwaredespacha agentes a través de las redes; y los agen-tes monitorean la información producida por cual-quier sensor relevante. Una vez confrontado conuna anomalía, Prophet formula hipótesis y lascompara con lo que realmente ocurre. En el pro-ceso, aprende de la experiencia y refina su preci-sión. Aunque el desarrollo del software ha sido ul-tra secreto, alguien se ha enterado de su potencialde sacarlos del negocio y aparentemente ha deci-dido sacarlo a él, y a su inventora, de la foto.

Pero llegaron tarde. El producto ya estaba ope-rando a prueba –y de manera secreta–. Y cuandoun científico visitante de un competidor potencial

Aprendizaje Mecánico | Escenario 2035

50 Pictures of the Future | Otoño 2011

trajo casualmente a colación el tema de un picnicde verano a nuestros altos ejecutivos y le preguntóa un colega cercano si yo tenía alguna alergia, unagente del Prophet, en un sensor AV de nuestrolobby, captó un tono de voz o una expresión facialque levantó una bandera roja. Inmediatamentedespués, los agentes del Prophet descubrieron quealguien había intentado –y posiblemente logró–tener acceso a los archivos médicos de mi infancia.Sabiendo, como lo sabe, que una vez había experi-mentado una reacción aguda a una picadura deabeja, el motor de generación de hipótesis del Pro-phet lo llevó a buscar conexiones con la apitoxina,y particularmente con la melitina, el compuestoactivo principal del veneno de abeja. Y suficiente-mente seguro, el profesor que recientemente mehabía relacionado con el Dr. Shanti –el científico vi-sitante– tenía un pequeño negocio de nano dispo-sitivos utilizados para distribuir melitina, a nivel in-dustrial, para células cancerígenas.

Luego, hace aproximadamente un mes, mien-tras jugaba un partido de voleibol femenino debeneficencia, una pelota de alta velocidad logrópasar entre mis dedos y se estrelló contra mi pe-cho, justo debajo del cuello. El impacto fue tan in-tenso que me noqueó. La prueba de ultrasonidobasada en datos en el punto exacto, indicó unaposible ruptura de uno de los tendones tipo cuer-da –cuerdas tendinosas– en mi corazón, quemantienen los pliegues de la válvula mitral en sulugar. Este tipo de rupturas puede hacer que la vál-vula regurgite sangre, lo cual causa debilidad. Enel calor del momento, el examen fue automática-mente enviado a un hospital cercano, con sólo se-guridad mínima de la información.

La mañana siguiente, mientras pensaba en losresultados ambiguos –hasta entonces– del Pro-phet, se me ocurrió que mi accidente y su brechade seguridad asociada podrían funcionar comouna trampa para eliminar a cualquier chico malo.Y lo que es más, si alguien estaba trabajando con-tra mí o mi compañía, entre más casualmente ma-nejara mi información, menos probabilidad habríade que ellos se dieran cuenta que estaba sobreellos. Como resultado, la información sobre mi es-caneo de ultrasonido iba de aquí para allá con unnivel de seguridad bajo entre mi oficial y el depar-tamento de cardiología del hospital –incluida unacita para una nueva prueba y un probable procedi-miento de intervención para pegar las dos facetasde la válvula, restableciendo así la función normal.

En la tarde, Prophet estaba convirtiendo todotipo de información. Fragmentos de conversacióne imágenes recogidos por sensores de imágenes

en los vehículos, tráfico, calles, parqueaderos, in-fraestructuras privadas y satélites indicaron que elCentro de Producción de Dispositivos Protésicos(PDPC) altamente automatizado de mi hospital,era el centro de considerable atención.

De particular interés era lo que parecía ser laposibilidad de encontrar una estación de recargade vehículos "KwickC" entre el Dr. Shanti y el ante-rior supervisor del Prophet Analytics, Dr. Clark Ha-llick, durante el cual ambos había ingresado alárea de descanso a la misma hora. De hecho, re-cordaba a Clark muy bien, porque habíamos sali-do alguna vez en nuestros días pre-IPO. Pero to-das las cosas buenas en el mundo no podíancegarme respecto a la actitud arrogante de Clark.Nos separamos amargamente y él dejó la compa-ñía poco después.

Ahora ocurre que él estaba liderando un pro-grama de optimización de aprendizaje robótico enel hospital –y que los sensores de filtración de aire

en el lavabo de la estaciónde recarga habían recogi-do moléculas de algomuy inusual para ese lu-gar: melitina.

Habiendo recogidouna gran cantidad de in-formación sobre las per-

sonalidades, historias y actividad en tiempo realde los potenciales perpetradores, el motor de pre-dicción del Prophet empezó en ceros sobre losprobables escenarios. Y el que recibió el nivel másalto de probabilidad –con un 93% de posibilidadde realización– era exactamente el que empezabaa revelarse.

Tarde esa noche, el departamento de Hallickempezó aparentemente las preparaciones parauna prueba, para determinar si los sistemas de vi-sión robótica del hospital y los sensores asociadospodían ser violados. Según los registros oficiales,la prueba se realizaría dos días después durantelas pocas horas de la noche –en otras palabraspoco antes de mi hora de admisión y tratamiento.

Ahora, que estoy acostada en la mesa de trata-miento y que el Dr. Higgs examinó la representa-ción de mi válvula mitral en una pantalla instaladaen un brazo giratorio, los contornos de un clip pro-tésico, optimizado automáticamente, toman for-ma en la pantalla. Él hizo clic en algunos botonesvirtuales en la interfaz de la pantalla, despachan-do la serie de datos al PDPC para la producción.Momentos después una luz azul brillante en el pa-nel de control cercano empezó a parpadear, indi-cando que el clip protésico hecho a la medida ha-bía llegado a través de la línea neumática.

"Lo cuadraremos al instante, Denise", dijoHiggs tranquilizantemente. "Sólo le voy a dar unsedante…" Él empezó a buscar un pequeño dialconectado a la línea del catéter que había sido co-nectado a mi ingle.

Pero antes de que pudiera tocar el dial tomé sumano. "Dr. Higgs, déjeme echarle un vistazo a la

Utilizando algoritmos de aprendizajepatentados, la aplicación de altaseguridad puede detectar amenazaspara los negocios y para los humanos.

prótesis primero", le dije. "Sólo abra la caja neumá-tica y déjeme examinarla con mi teléfono inteli-gente". La caja se abrió y apunté el teléfono al ob-jeto diminuto.

Los últimos teléfonos están diseñados para re-conocer objetos –independientemente de quétan inusuales puedan ser– para catalogarlos com-pletamente con la información del precio y de laubicación. Las aplicaciones especializadas les per-miten a los usuarios "abrir" virtualmente los dispo-sitivos interrogando sus bases de datos en inter-net para ver, oír, analizar o comparar precios desus partes internas, o para controlarlos remota-mente. Pero equipado con la tecnología Prophet,este teléfono buscará cualquier cosa que, basadaen el conocimiento previo, se ajuste a un resulta-do predicho.

Poco después, una advertencia apareció en elteléfono indicando que el PDPC había experimen-tado un corte de información antes de la produc-ción de la prótesis. Y lo peor: el espectrómetro dediodos láser incorporado del teléfono había halla-do rastros de melitina incrustados en la prótesis,indicando un potencial mecanismo de liberaciónde la droga, programado.

"Mi buen Dios!" Exclamó Higgs. "Con su histo-ria médica esto habría…" "Exactamente", le dije. "Ynada habría pasado hasta bastante después de misalida del hospital".

Apunté mi teléfono hacia un monitor de paredhorizontal largo, comúnmente utilizado paramostrar interrelaciones celulares, fisiológicas yanatómicas pertinentes a procedimientos comple-jos. Instantáneamente, con el reconocimiento dela naturaleza de urgencia de la información, elmonitor se convirtió en una extensión de la panta-lla de mi teléfono. Como Prophet corrió con baseen lo que había aprendido, reconstruyó el crimenque había descubierto a través de las imágenes einformes que encuadraban con su enfoque en lapared. Primero apareció un acercamiento extremode mi prótesis y el análisis de espectrometría láserasociado, luego la imagen del robot de desinfec-ción modelo M6 con un reporte que mostrabaque trazas de melitina y ADN de Clark se habíandetectado en los guantes, que había recogido yautomáticamente analizado. Luego estaba la ima-gen de Clark entrando al PDPC a las 4:35 esa ma-ñana. Y finalmente, cuando presioné mi dedo ín-dice contra el ícono del Prophet que decía"Transmitir Informe a Seguridad", apareció a vistade pájaro el lobby del hospital con un círculo rojoalrededor de una persona –marcada como "Ha-llick C"– quien aparentemente buscaba la salida yun círculo azul alrededor de una persona unifor-mada cerca de la entrada que decía "SeguridadNotificada".

"Bien", le dije a Higgs, "Supongo que casi nosatrapa". "Creo que estás en lo cierto, Denise", res-pondió él. "Y ahora recomendaré ordenar prótesisrecientes y seguir adelante con el procedimiento".

Arthur F. Pease

Pictures of the Future | Otoño 2011 51

Independientemente de si están entrenadas en miles de ejemplos, o si sacan conclusiones por sucuenta, las máquinas que aprenden de la experiencia están ayudando a optimizar todo, desde lainterpretación de imágenes médicas hasta la producción de las granjas eólicas. En el proceso, nosestán permitiendo no sólo vivir con ellas, sino beneficiarnos de un mundo cada vez más complejo.

nico se convertirá en la mejor forma de examinarcuidadosamente toda la información que estamosgenerando y de identificar lo que se puede optimi-zar. Hoy, en materia de procesos altamente com-plejos, es la única solución".

Representando al Mundo Matemáticamente.Y ¿qué podría ser más complejo que predecir losprecios de la electricidad o del cobre, los cuales es-tán basados en miles de variables? Sin embargo,ese es exactamente el tipo de cosas –entre mu-chos ejemplos– que el sistema de aprendizaje Me-dio Ambiente de Software para Redes Neurales(SENN) de Siemens está diseñado para hacer (verpágina 53). Y funciona! Siemens recibe apoyo aho-ra en sus decisiones de compra de electricidad enAlemania y en sus gigantes compras de cobre a ni-vel mundial, por las predicciones suministradas poreste exclusivo software. "La ciencia de la predic-ción", dice el Científico de Investigación PrincipalSenior de Siemens Dr. Hans-Georg Zimmermann,quien posee la mayoría de las patentes que hacenposible el SENN, "es una carrera entre la compleji-dad cada vez mayor del mundo real y nuestra ca-pacidad acelerada de representarlo matemática-mente, por medio de capacidades asociadas a latecnología de la información.

Un buen ejemplo de la relación entre la com-plejidad y las soluciones IT es nuestra capacidadcreciente de reemplazar la cirugía de corazónabierto por procedimientos "intervencionales" que

se puedan realizar por medio de un catéter. Sinembargo, estos procedimientos hacen necesariopoder, prácticamente, ver a través del paciente.Para satisfacer este requerimiento, los científicosestán desarrollando sistemas entrenados en milesde imágenes de corazones humanos. Estos siste-mas han aprendido a extractar los diseños de, di-gamos, una válvula aórtica de imágenes de angio-grafía y ultrasonido, descubrir los puntos dereferencia anatómicos que son comunes para am-bos, y combinar estas imágenes para producir unasola vista híbrida (ver página 57).

Contrario al aprendizaje humano, que es cadavez menos capaz de extractar cualquier mensajeútil de la información, como el número de incre-mentos de las entradas, los sistemas de aprendi-zaje artificial prosperan positivamente en mediode esa complejidad. Por ejemplo, los sistemas deaprendizaje han producido mejoras sorprenden-tes en los experimentos que involucran la detec-ción de las posibles relaciones entre las diferentespartes del genoma humano –un área que ningúncerebro humano es capaz de procesar (ver pági-na 62). "De hecho", dice el Prof. Bernhard Schöl-kopf, Director del Instituto Max-Planck de Siste-mas Inteligentes de Tübingen y Stuttgart, "unavez el software haya sido entrenado en esta área,entre más información le demos, más precisosserán los resultados".

Esto también es válido para la relación entre lascondiciones climáticas locales y la producción de

Ellas funcionan en plantas de energía, fábricas yhospitales. Usted puede hallarlas en los sótanos

de los grandes edificios, en los centros de vigilancia ylas instalaciones de automatización del correo. Algu-nas se mueven hacia adelante y hacia atrás sin des-canso mientras perforan partes de metal. Otras sesientan impacientemente en grandes salones pro-duciendo sólo un zumbido mántrico –y mucha elec-tricidad. Todas son miembros de una nueva genera-ción de sistemas: máquinas que aprenden.

Independientemente de si el objetivo es hacerlos procedimientos cardíacos interventivos más se-guros, identificando automáticamente las anatomí-as claves, o aumentar la eficiencia de las turbinasmás grandes del mundo, la capacidad de aprenderde la experiencia está transformando las máquinasen sistemas que recuerdan, evolucionan y a vecesnos sorprenden. Llamémoslo un cambio de para-digma o una revolución en la elaboración, el apren-dizaje mecánico va a acelerar la adquisición del co-nocimiento en las industrias y se va a convertir enun factor competitivo decisivo, cuando ampliemosla rampa hacia los sistemas inteligentes.

"El aprendizaje es la puerta hacia la inteligen-cia", dice el Prof. Tomaso Poggio, Profesor del Eu-gene McDermott del Departamento de CienciasCerebrales y Cognitivas del Laboratorio de Inteli-gencia Artificial, del Instituto de Tecnología deMassachusetts (ver página 68). "A medida que lacomplejidad y la especialización de nuestra civiliza-ción continúan aumentando, el aprendizaje mecá-

Aprendizaje Mecánico | Tendencias

En la actualidad, los sistemas de evaluación de

imágenes sólo pueden detectar y contar personas

y objetos. En el futuro, podrán interpretar

también lo que está pasando en una imagen.

Prosperando en Medio de la Complejidad

52 Pictures of the Future | Otoño 2011

Tomémonos un descanso y miremos a través dela ventana por un segundo. ¿Qué ve usted?

¿Formas parcialmente identificables – o edificios yárboles? Existe la posibilidad de que si usted nuncaha visto un edificio o un árbol, y nunca ha oído ha-blar de estas cosas, la vista le pueda parece comoun revoltijo confuso. La razón es que usted no tienemodelos en su mente que organicen la enormecantidad de información en su campo de visión, encosas que sean instantáneamente identificables.

una granja eólica, la cual está caracterizada porenormes cantidades de información que se debenprocesar en tiempo real (ver página 70). Por ejem-plo, los investigadores de Siemens han desarrolladoun sistema de aprendizaje autónomo que recolectainformación de los sensores sobre condiciones lo-cales como la velocidad del viento, la turbulencia, latemperatura y la presión, y utiliza algoritmos paracorrelacionar esta información con la producciónde la granja. El software se aprende gradualmentelas interrelaciones entre las entradas y salidas y ajus-ta variables como el ángulo de incidencia de las ho-jas del rotor. Con el tiempo –cuando enlace más ymás experiencia a partir de la información– el siste-ma podrá producir mejoras importantes en la pro-ducción en conjunto de la granja.

Las granjas eólicas se podrán beneficiar tam-bién de los sistemas de aprendizaje mecánico en loque respecta al mantenimiento externo. Por ejem-plo, después de una tormenta importante, el ope-rador podría desear revisar si sus mástiles y hélicespresentan daños –un trabajo que se realiza mejorpor medio de la inspección visual exhaustiva quecon binoculares. ¿Solución? ¿Qué tal llamar unaflota de robots voladores? Con esto en mente, losinvestigadores de Siemens Corporate Technologyen Princeton y en el Instituto de Tecnología de

Massachusetts en Boston están desarrollando el"quadcopter" –una pequeña plataforma de videovoladora que utiliza láseres y sensores ópticos paracrear modelos en 3D de sus alrededores (ver pági-na 64). El aparato, que ha sido evaluado en vuelopara inspeccionar grandes instalaciones industria-les y producir mapas digitales en 3D detallados delos medioambientes internos para respaldar actua-lizaciones importantes, podría ser entrenado paradetectar y mapear los sitios de áreas dañadas enlas granjas eólicas.

¿Qué tienen en común los sobres, las placas delos carros, las señales de las vías, los productos far-macéuticos y los estantes de los supermercados?Tres cosas: letras, números y la necesidad de siste-mas que puedan leer automáticamente su conteni-do. Y la clave para satisfacer todos estos retos es elaprendizaje mecánico (ver página 67). La tecnolo-gía esencial detrás de la posición líder a nivel mun-dial de Siemens en sistemas de lectura de direccio-nes para los centros de distribución postales, hasido el aprendizaje mecánico, que no sólo ha he-cho posible leer hasta el 95% de todos los textos (in-cluidos los escritos a mano) sin errores, pero estásiendo utilizado ahora para ayudar a ciudadescomo Londres a aplicar las tarifas viales a través de

sistemas de lectura de placas más inteligentes –unmercado mundial potencialmente enorme. Y en elcampo de seguridad, los sistemas de lectura mecá-nicos basados en el aprendizaje están siendo explo-rados por el Ministerio Federal de Educación e In-vestigación de Alemania, como parte de un sistemapara rastrear camiones, que serían especialmenteetiquetados al transportar materiales peligrosos.

Incluso las herramientas mecánicas, como lostaladros y tornos de trabajo pesado utilizados en lasfábricas, están retumbando en el mercado de lossistemas de aprendizaje. Por ejemplo, en un progra-ma iniciado en el 2008 en el Centro de Tecnologíapara los Negocios de Siemens en Berkeley, Califor-nia, bajo la dirección de la Dra. Sarah Peach, y re-cientemente transferido a Siemens Corporate Tech-nology en Princeton, Nueva Jersey para sudesarrollo adicional, los doctores Linxia Liao y ZackEdmonson están trabajando ahora con la unidadde negocios de Control de Movimiento de la com-pañía, dándole los retoques finales al software lla-mado "Conéctelo y Pronostique (PnP)". El softwarele permite a las herramientas mecánicas aprendercontinuamente de entradas en los sensores comovibraciones, corriente, torque, velocidad y tempera-tura, y ajustar su producción de conformidad paraajustarse a los valores optimizados. Esto hace inne-

cesario que las máquinas quedenfuera de operación para su evalua-ción por parte de un técnico espe-cializado. El software tiene en cuen-ta también la necesidad deflexibilidad de la línea de produc-ción. "Por ejemplo", dice Liao, "cuan-do una nueva orden que ingresa re-quiere la perforación a través de

losas de aluminio más gruesas, el PnP se comunicacon el controlador de la máquina y ajusta los pará-metros algorítmicos asociados de conformidad. Elalgoritmo del PnP se adapta automáticamente alcambio sin requerir de la intervención del usuario.En resumen, aprende de la experiencia".

En síntesis, desde aprender a descifrar el conte-nido de imágenes médicas hasta leer instantánea-mente las placas de los carros y los sobres; y desdeidentificar los problemas de mantenimiento poten-ciales hasta predecir el futuro, el aprendizaje mecá-nico puede ser un acelerador para cualquier tecno-logía. Sin embargo, hay algunas cosas muy básicasque no puede hacer. Tomemos la simple tarea dedescifrar lo que está pasando en una foto de perso-nas en una fiesta, por ejemplo. "Creo que sería unode los mayores desafíos intelectuales para una má-quina", dice Poggio del MIT. "Ahora tenemos siste-mas como Watson que pueden responder pregun-tas complejas. Tenemos sistemas que cuentan elnúmero de personas o carros en una imagen. Pero¿decirnos que está realmente pasando en una ima-gen? Creo que pasarán como mínimo 20 años an-tes de que cualquier sistema artificial sea capaz dehacer eso".

Arthur F. Pease

Pequeñas plataformas voladoras devideo están aprendiendo a realizarinspecciones, utilizando láseres ysensores ópticos.

Pictures of the Future | Otoño 2011 53

El Dr. Hans-Georg Zimmermann de Siemens

Corporate Technology ha desarrollado un

sistema de aprendizaje capaz de predecir de

todo, desde el precio del cobre hasta el mejor

sitio para colocar una fábrica.

Ahora, el mismo tipo de reto está siendo con-frontado por los sistemas complejos hechos por elhombre; pero los modelos en cuestión hacen usode patrones que son tan multifacéticos y tan invi-sibles para nuestros sentidos que ningún ser hu-mano podría incluso verlos. Estos son los patronesa partir de los cuales, con un éxito creciente cons-tante, se pueden hacer predicciones.

Y funcionan! Las tecnologías predictivas queestán evolucionando ahora en Siemens ofrecenfotografías sorprendentemente nítidas de la pro-ducción, del comportamiento y de las necesida-des de mantenimiento futuras de sistemas quevan, desde turbinas hasta parques eólicos y deldesarrollo de tendencias económicas como losprecios de las materias primas y la dirección delmercado de acciones. Además, Siemens apoya yasus decisiones de compra de electricidad en Ale-mania y de sus compras enormes de cobre a nivelmundial en las predicciones suministradas poreste sistema de aprendizaje: Software de MedioAmbiente para Redes Neurales (SENN), el cual es,según el Científico de Investigación Principal Se-nior, Dr. Hans-Georg Zimmermann, "el sistema demodelación no lineal de alta dimensión más avan-zado de su tipo". Gracias a los más de 20 años deexperiencia en investigación de integración mate-

mática, al desarrollo del software y a las aplicacio-nes del mundo real, el SENN ha podido enfocarseen la ciencia de la predicción, más consistente ycontinuamente que cualquier otro programa.

Zimmermann, quien ha establecido las basesmatemáticas de más de 60 aplicaciones industria-les predictivas, registró 22 patentes para protegerlos modelos de arquitectura del sistema de soft-ware asociado y dicta conferencias en universida-des sobre finanzas cuantitativas, explica que lasredes neurales ofrecen ventajas importantes so-bre los sistemas predictivos convencionales basa-dos en la lógica lineal. "Las redes neurales puedenhacerle frente a las aplicaciones del mundo real,sin importar qué tan no lineal o multidimensionalsea el problema fundamental. Adicionalmente,las redes neurales son una estructura elegantepara la modelación de estructuras temporales",dice él. Por ejemplo, en un reciente estudio dise-ñado para predecir la demanda de 16 tipos de ca-binas de control eléctrico, el equipo de Zimmer-mann enfrentó el SENN a un modelo lineal. Losdos sistemas predijeron el volumen de ventas mespor mes de cada tipo de cabina en todo un año.Pero el SENN tuvo en cuenta factores como las ta-sas de cambio de moneda extranjera y las fluctua-ciones en los mercados de los sistemas de auto-

matización. El resultado: el SENN consiguió unerror promedio de sólo el 23.3% (en comparacióncon la demanda real) –mucho mejor que el errordel modelo lineal, el cual fue del 52.6%. "Este tipode pronóstico de la demanda, muy exacto, puedeayudar a optimizar la cadena de suministro y a re-ducir los costos", dice Zimmermann.

El SENN está desempeñando también un pa-pel importante en la predicción del suministro deenergía eólica. Por ejemplo, Siemens Wind Power,Dinamarca, le ha pedido al equipo del SENN quele suministre predicciones cada 72 horas de la pro-ducción por hora de un parque eólico importante.Dentro de este contexto, el SENN toma prediccio-nes del clima, las cuales están disponibles sólo enun patrón de red burdo, y las transforma en pre-dicciones del suministro de energía local.

"Con la participación cada vez mayor de fuen-tes de energía renovable como el viento en lamezcla de energía total", dice Zimmermann, "lasempresas de servicios públicos necesitan no sólopredecir la demanda, sino también la oferta. Lapredicción es importante porque les permite esti-mar cuándo activar la generación operada congas de respaldo". Con esto en mente, el equipo deZimmermann desarrolló una red neural basada enlos principales parámetros que pueden afectar la

Aprendizaje Mecánico | Redes Neurales

La Ciencia de la Predicción¿Cuál es el mejor momento para que una compañía compre electricidad o las materias primas claves?¿Es posible predecir la producción por hora de un parque eólico con suficiente precisión para planear eluso de generadores a gas de respaldo? Siemens está desarrollando métodos que pueden identificar,rastrear y aprender los parámetros claves que subyacen a estos sistemas y tendencias, produciendocomo resultado la capacidad de predecir muchos procesos con una precisión asombrosa.

54 Pictures of the Future | Otoño 2011

generación de energía eólica. "En estos casos, elobjetivo es crear un modelo de software que seala representación matemática del mundo real",dice Zimmermann. Pero inicialmente, explica él, elmodelo no sabe qué tan importante es cada pará-metro –y ahí es donde entra a jugar el aprendizajede la información (véase más en el recuadro).Todo lo que el sistema sabe inicialmente es que,dada la entrada que recibe durante su fase de en-trenamiento, tendrá que producir un resultadoque se aproxime lo máximo a la producción deenergía real del parque eólico respecto al tiempo.

Inicialmente, la discrepancia entre la produc-ción del modelo y la información real es enorme.Pero con el tiempo, el algoritmo de aprendizajeempieza a modificar los parámetros individualesdentro de su modelo para que los resultados pre-dichos y reales se aproximen cada vez más.

Midiendo su nivel de error durante miles de in-sistencias, el sistema pasa gradualmente de pro-ducir resultados aleatorios a identificar qué com-binaciones de pesos, sobre cuáles parámetros deentrada producen como resultado tales efectos."Es como aprender cómo marcar un gol en un par-tido de fútbol", dice Zimmermann. "Todo lo queusted sabe es que su resultado será colocar el ba-lón dentro de la red. A través del proceso de prue-ba y error, y dadas las miles de circunstancias posi-bles que pueden influenciar el resultado, ustedpuede aprender a hacerlo bien".

Y SENN hizo bien su predicción de la produc-ción del parque eólico. Su error promedio en tér-minos de predecir el suministro total de energíadel parque al día (calculado en términos de la des-viación cuadrática promedio de la raíz) se ha redu-cido ahora al 7.2% –un tres por ciento mejor queel modelo competidor basado en la física, más cer-cano. Modelos similares se están desarrollandoactualmente para plantas voltaicas.

Cuantificando lo Desconocido. En forma si-milar, el equipo de Zimmermann ha desarrolla-do una red neural para modelar las emisionesde óxido nitroso (NOx) de las turbinas a gas.Este modelo se puede utilizar para analizar lasrelaciones entre las numerosas variables de en-trada y la producción de una turbina respecto altiempo. Como ocurre con el parque eólico,SENN empezó con sólo datos sin procesar y laorden de describir la producción real respecto altiempo. Sin embargo, cuando se aprendió lasrelaciones entre las variables el modelo se apro-ximó cada vez más a duplicar el comportamien-to de la turbina, y fue eventualmente capaz depredecir su comportamiento en tiempo real conuna exactitud casi perfecta.

Pero desde luego, hay mucho más en una tur-bina –o en cualquier otro sistema complejo paraese asunto– que simplemente sus variables cono-cidas. Como lo indica Zimmermann, "hay varia-bles que usted no puede medir; y luego hay otrasque usted incluso ni siquiera conoce". Estas varia-

Desde los Sistemas Biológicos hasta las Máquinas, el Aprendizaje es la ClaveLos sistemas de aprendizaje biológicos cubren toda la gama; desde la lenta lombriz (Caenorhabditis elegans)

con sus 300 o más neuronas, hasta el cerebro del elefante adulto con sus 200 billones de neuronas.

Independientemente de si se encuentran localizadas en moscas de la frutas o en cucarachas, chimpancés o

delfines, todas las neuronas hacen lo mismo: procesan y transmiten información. Y la razón de esto es la

misma en toda la tabla biológica: para evitar el peligro y maximizar el éxito en materia de sostenimiento y

propagación, todos los organismos deben ser capaces de percibir el medio ambiente, responder a éste de

conformidad, y recordar aquellos estímulos que indican riesgos y recompensas. Aprender, en síntesis, es el

prerrequisito para la sobrevivencia de los individuos y la especie en el mundo natural. Sin embargo, la misma

ley de hierro se está aplicando cada vez más en el mundo de los sistemas hechos por el hombre. Según el Dr.

Volker Tresp, una de las principales autoridades del aprendizaje mecánico de Siemens y profesor de ciencias de

la computación de la Universidad Ludwig Maximillian de Múnich, hay tres tipos de aprendizaje: memorización

(que es la capacidad de recordar hechos); habilidades (como la capacidad de aprender a lanzar un balón) y

abstracción (que es la capacidad de formar reglas con base en las observaciones). Los computadores, que son

genios natos en la primer área, están ganando rápidamente terreno en las otras dos. Tomemos, por ejemplo,

la habilidad requerida para producir sin problemas una lámina de acero homogénea de un espesor

determinado –un área en la que Siemens ha sido líder por más de 20 años. "Aquí", dice Tresp, "el esquema de

aprendizaje más sencillo es hacer una predicción, y luego verificar si el producto final satisface la

especificación deseada". Confrontado con el requerimiento de producción de, digamos, un alto grado de

acero en particular, el tren de laminación automatizado tomará en cuenta la información del sensor

(composición, temperatura de la banda, etc.), calculará la presión requerida con base en la información

Sistema de aprendizajebasado en redes neurales(1) basado en la informaciónde entrada (2) ysuministrando la predicciónde la producción (3) sobre lademanda de gas en sietedías, con base en la fase deentrenamiento de 14 días.

El aprendizaje estárepresentado en tresinstantáneas desde laponderación aleatoria (4)hasta parcialmenteaprendido (5), hastacompletamente entrenado(6).

Los sistemas basados enredes neurales tienen lacapacidad de procesargrandes cantidades dedatos de entrada paraajustar su producción. Parahacerlo, estos sistemasdeben crear un modelomatemático que dupliquesu homólogo del mundoreal. Este modelo esesencialmente unacomunidad de unidades dedecisión. En conjunto, lainteracción de las unidadesde decisión se puederepresentar en forma deuna matriz (ver recuadroen cada caja).Dependiendo de lacomplejidad de laaplicación, se puedenrequerir cientos dematrices de interacción.

¿Cómo Aprenden las Redes Neurales?

Simulador neural.

Cada línea representa un haz de neuronas (ver en el recuadro de la derecha la matriz de peso).

Entrada: Temperatura, humedad, radiación,tiempo y efectos externos

Producción: demanda degas (pronóstico de 7 días)

Pronóstico de 7 días

Revisión en 14 días

Presente

1

3

2

Pictures of the Future | Otoño 2011 55

previamente aprendida, y luego se auto ajustará de conformidad, en tiempo real, en respuesta a su propia

información de producción, hasta que consiga exactamente la presión correcta para obtener el espesor deseado. "En

un sistema de aprendizaje basado en redes neurales", explica Tresp, "esto se logrará ajustando la matriz del peso

relativo (ver diagrama) de todos los factores que influencian un determinado parámetro, como el espesor".

Aparte de la memorización y de la capacidad de optimizar las habilidades, los sistemas artificiales están siendo cada vez

más buscados para generalizar o abstraer las características que convierten a un ítem individual en el miembro de un

grupo. El reconocimiento óptico de caracteres (OCR), que tradicionalmente se ha utilizado para el ordenamiento postal de

alta velocidad, es un caso puntual. Desde aproximadamente 1985, cuando esta tecnología fue desarrollada por primera

vez, la precisión se ha disparado de dígitos individuales a más del 95% de los alfabetos latinos escritos a mano y a más del

90% de la escritura arábiga. De hecho, en el 2007, el sistema de aprendizaje ARTread de Siemens se ganó el primer puesto

en el concurso de la Conferencia Internacional sobre Análisis y Reconocimiento de Documentos de OCR en árabe. Dado el

excepcionalmente alto nivel de confiabilidad de la tecnología OCR, está empezando a migrar a aplicaciones como el

reconocimiento automático de placas de vehículos y a la visión industrial (ver más información en la página 67).

¿Hasta dónde avanzará el aprendizaje mecánico desde aquí? Claramente, están surgiendo vastas posibilidades en la

medida en que los sensores proliferan en potencia y números absolutos, poniendo cada vez más información a

disposición a nivel local y a través de las redes de información. El aprendizaje dentro del contexto de medioambientes

conectados en red está siendo demandado en dos proyectos importantes: Theseus (ver Pictures of the Future,

Primavera de 2008, página 89), donde Siemens lidera con MEDICO, un proyecto que se enfoca en la extracción de

información semántica de imágenes y textos para permitir que muchas aplicaciones nuevas diseñadas respalden el

flujo de trabajo del médico. Y, en segundo lugar, el proyecto LarKC de la Unión Europea (ver Pictures of the Future,

Primavera de 2011, página 84) para el desarrollo de métodos de consulta, razonamiento y aprendizaje mecánico de

los datos relacionados. "Aprendizaje con información relacionada", dice Tresp, "ahí es donde está la emoción hoy!".

Arthur F. Pease

Inicialmente, lasinteracciones entre lasunidades de decisión sonaleatorias. Así, cuando elsistema empieza su fase deentrenamiento (ver líneade tiempo en la izquierda),su nivel de error –ladiferencia entre laexpectación y laobservación– es alta (4).Una vez comparado con elresultado real, el nivel deerror es retroalimentadoen cada matriz (filasapuntando a la derecha encada recuadro),modificando así los pesosinternos de cada unidad dedecisión, aparte de laaleatoriedad y alterandocada parámetro de entradacon base en lo que haaprendido (flechasapuntando a la izquierdade cada recuadro).

Eventualmente, despuésde miles de iteraciones,cada una de las cuales estádiseñada para reducir elnivel de error, el sistemaaprende a describir el flujototal de información deentrada respecto altiempo, en forma tal quesu producción duplicaexactamente (6) –yeventualmente predice– elcomportamiento delmundo real.

¿Quién tiene más neuronas?

Lombriz 302 Neuronas

Mosca de la fruta 100.000

Cucaracha 1.000.000

Pulpo 300.000.000

Hombre 100.000.000.000

Elefante 200.000.000.000

Matriz de ponderación

Matriz de ponderación

Matriz de ponderación

No entrenado

En aprendizaje

4

5

6 Entrenado

56 Pictures of the Future | Otoño 2011

tiempo, como las asociadas con decisiones de in-versión urbana y regional en áreas como vías, trá-fico aéreo, agua e infraestructuras eléctricas.Además, el potencial del SENN como sistema derespaldo de las decisiones se está ya evaluandoen Siemens para ayudar a determinar, por ejem-plo, las ventajas relativas en el largo plazo de losdiferentes sitios antes de construir una fábrica.

¿Y más allá de eso? Un modelo diferente paranuestra relación con el futuro está tomando formacomo una demostración del Servidor de Pronósticodel SENN que corre ahora en la intranet de Sie-mens. El sistema está siendo utilizado para introdu-cir los clientes internos al potencial del SENN.

Dentro de 10 años podremos estar descargan-do aplicaciones SENN para monitorear, aprender,diagnosticar y optimizar las funciones de nues-tros hogares, vehículos, negocios y cadenas desuministro. Las versiones futuras del SENN podrí-an incluso ser capaces de ofrecer escenarios querespalden una nutrición personalizada, atenciónen salud, situaciones educacionales y financierasoptimizadas. Toda pregunta, después de todo,tiene una respuesta que reposa en algún lugardel futuro.

"La ciencia de la predicción", dice Zimmer-mann, "es una carrera entre la complejidad cadavez mayor del mundo real y nuestra habilidad ace-lerada de representarlo matemáticamente pormedio de capacidades asociadas con la tecnologíade la información, como los modelos SENN".

Arthur F. Pease

bles invisibles pueden sumarse a la montaña deincertidumbres. "En vista de esto", dice Zimmer-mann, "hemos descubierto una nueva forma deexplicar la incertidumbre –una que la enmarcacomo la interacción entre las variables observa-bles y las ocultas".

Por comparación, el método estándar paramedir la incertidumbre en sistemas dinámicosmecánicos y económicos, es trasladar la desvia-ción entre lo que el modelo predice y lo que real-mente pasa en el mundo real, en un estimativodel riesgo. La suposición fundamental es que elmodelo de incertidumbre medido en el pasado esun buen estimador del riesgo futuro.

"Pero esto no se aplica por lo general a las pre-dicciones en el mundo de las finanzas, las cualespueden incluir los precios del cobre y de la electri-cidad", advierte Zimmermann. "Aquí, la idea esque la incertidumbre se disperse desde el presen-te hasta el futuro como un proceso de difusión –escalado por el error del modelo histórico medi-co– haciéndose cada vez más grande a medidaque avanzamos a través del tiempo". En contraste,según la solución de Zimmermann, como no esposible reconstruir sin ambigüedad las variablesocultas del sistema, usted puede cuantificar lacantidad de incertidumbre en una predicción,analizando la distribución de los diferentes esce-narios que toman forma. Aquí, el rango de fluc-tuación entre los escenarios es interpretado comoel nivel de riesgo, y el escenario basado en los va-lores promedio de los diferentes escenarios –los

cuales en su totalidad tienen la misma probabili-dad– se puede asumir como la tendencia futuramás probable. "El riesgo del mercado resultante secaracteriza por lo tanto por la variación entre losescenarios", dice Zimmermann, quien explicaque, dado el número finito de observaciones, ha-brá siempre múltiples formas de reconstruir las va-riables ocultas, produciendo así, como resultado,diferentes escenarios para el futuro.

Siemens utiliza ya estos métodos para aumen-tar las decisiones de compra de energía y cobre."En vez de simplemente un solo modelo del futu-ro", añade Zimmermann, "este método presentaun rango de escenarios futuros diferentes en loscuales trabajar y evaluar".

¿Cómo podrá evolucionar la ciencia de la pre-dicción en los próximos años? Claramente, si el pa-sado es la guía, veremos una progresión constantehacia el aumento de la precisión. Como lo diceZimmermann, no sólo los modelos SENN estánaprendiendo más cada día, sino que sus creadoresestán aprendiendo de los modelos que genera enla medida en que se transforman en representacio-nes cada vez más cercanas de la realidad.

Potencial Masivo. Más allá de predecir los pre-cios de la energía y de las materias primas, másallá de predecir la producción de parques eólicosy turbinas, SENN ofrece el potencial de un sinnú-mero virtualmente ilimitado de aplicaciones. Po-dría ayudar con algunas de las decisiones másdesafiantes, complejas y costosas de nuestro

La Bolsa de Valores de Chicago. El SENN (Software Environment for Neural Networks) ayuda a Siemens a optimizar el momento propicio para sus gigantescas compras

de cobre a nivel mundial.

Pronóstico SENN del Precio de la Energía en 20 Días

Precio energía en €

7811.8.

7980818283848586

Basado EEX 09 (EEX: European Energy Exchange)Pronóstico del Mercado SENN

14.8. 17.8. 22.8. 27.8. 1.9. 4.9.2008

Simulación de las Emisiones de las Turbinas a Gas

Conc. NOx

Patrones de Datos Observados (en segundos)

30

35

40

45

Modelo SENN Emisiones reales NOx

EEX: European Energy Exchange

Pictures of the Future | Otoño 2011 57

Entrenados en miles de imágenes registradas, los sistemas de software han aprendido a identificar órganos ya reconocer etapas del cáncer en diapositivas de patología. Estas capacidades están abriendo la puerta a unmundo de diagnóstico y tratamiento en el que la anatomía y la fisiología son semánticamente abordables.

centra en la analítica de imágenes de todo elcuerpo, en Siemens Corporate Technology (CTUS) en Princeton, Nueva Jersey. "A partir de allí,seremos eventualmente capaces de desarrollarservicios como búsqueda semántica, que le per-mitirán a un médico, por mencionar un ejemplo,examinar un tumor del hígado, y el sistema pre-sentará imágenes de ese tumor de los exámenesmás recientes del paciente, medir su tamaño re-lativo en cada imagen, y así ilustrar cómo ha res-pondido con el tiempo al tratamiento. Permitiráun flujo de trabajo más rápido, más exacto y máseficiente".

Antes de que un sistema de análisis pueda de-terminar si el hígado que está buscando podríaestar en una determinada imagen, deberá obte-ner primero su orientación. Para hacerlo, estossistemas empiezan por buscar puntos de referen-cia anatómicos. En el tórax, por ejemplo, éstos in-cluyen ubicaciones como la parte superior delpulmón y el extremo inferior de la aorta. "Lospuntos de referencia evitan que el sistema de

análisis se mezcle, y le permite orientarse", expli-ca Zhau.

Cómo Memorizan las Máquinas. Detrás de lacapacidad cada vez mayor de los sistemas deaprendizaje mecánico para identificar puntos dereferencia e identificar los objetos de interés, estáel desarrollo del software que puede aprender aidentificar el contenido de una imagen basado enun número vasto de "clasificadores" o característi-cas que son comunes para todos los ejemplos deun objeto de interés.

Una vez entrenado en miles de imágenes de,digamos, el hígado, cada una de las cuales hasido anotada por expertos, este software habráesencialmente memorizado la forma tridimensio-nal de un hígado humano y podrá, por lo tanto,generalizarla hasta el punto que pueda identificary segmentar (separar de su entorno) el hígado encualquier imagen médica, independientementede las oclusiones, del ángulo de visualización, dela modalidad de imagenología, o de la patología.

Imagine si pudiéramos tener una exploraciónmédica tan completa que la ubicación y fun-ción de cada célula de nuestro cuerpo fuera al-macenada. Esto permitiría, por ejemplo, visuali-zar instantáneamente todas las células cardíacaso todas las células de la próstata, presentando asíuna vista tridimensional sin obstrucciones de unórgano desde cualquier ángulo deseado, y permi-tiéndole ampliar cualquier parte de ese órgano –o cualquier elemento de su función– casi a cual-quier nivel de detalle, simplemente moviendo eljoystick o digitando una solicitud. Aunque esta vi-sión está por lo menos a 20 años de realizarse, loscientíficos se están aproximando ya a algunas deestas funciones en áreas limitadas del cuerpo anivel de voxels –en otras palabras, pixeles en 3D–cada uno de los cuales representa aproximada-mente 100.000 células.

"El resultado final de nuestros esfuerzos de-berá ser la capacidad de etiquetar automática-mente cada voxel en la exploración", dice el Dr.Kevin Zhau, quien lidera un programa que se

Aprendizaje Mecánico | Aplicaciones Médicas

Investigadores dirigidos por el Dr. Kevin Zhau

están desarrollando sistemas de aprendizaje

que, eventualmente, serán capaces de

identificar y extraer automáticamente lo que

el doctor está buscando, de una base de datos

de imágenes médicas.

Cuerpo de Conocimiento

58 Pictures of the Future | Otoño 2011

Y lo mismo se cumple para el número cada vezmayor de entidades anatómicas de todo el cuer-po, desde órganos y huesos, hasta los contornosde un feto o de una lesión.

Costillas Planas. Una vez el sistema haya apren-dido a identificar automáticamente parte de laanatomía, se empezará a revelar un mundo fasci-nante de posibilidades. Tomemos, por ejemplo,lo que ocurre después de una exploración de to-mografía computarizada de todo el cuerpo, ruti-naria. Hoy, en muchos países, la ley le exige a losradiólogos –independientemente del motivo dela exploración– examinar todos los principales ór-ganos de la imagen y toda la caja torácica, inclui-das las superficies internas, para determinar sihay algún signo de enfermedad. "Examinar lascostillas es una actividad particularmente dispen-diosa porque es difícil navegar por todas esas su-perficies curvas", dice Zhau.

Pero el software que está siendo desarrolladopor Siemens Corporate Technology, en coopera-ción con la unidad comercial de Radiología Com-putarizada de la compañía, podrá algún día hacerposible segmentar automáticamente la caja torá-cica del resto de la imagen y aplanar las costillas,acelerando así sustancialmente el proceso. "Elprograma utilizará el aprendizaje mecánico paraencontrar cada costilla y ubicar su línea central.Esta, a su vez, permitirá aplicar un simple progra-ma, que luego aplanaría cada costilla", dice Zhau.

Fusionando la Información de los Rayos X ydel Ultrasonido. Por más de 50 años, los pa-cientes con muchas de las condiciones cardíacasmás serias han tenido que someterse al traumade la cirugía de corazón abierto. Pero hoy, graciasa las técnicas de imagenología en constanteavance y al surgimiento de sistemas que puedenaprender a identificar y a rastrear automática-mente cualquier cosa, desde válvulas y cámarashasta catéteres y stents, un número cada vez ma-yor de pacientes puede ser tratado utilizando

Gracias al aprendizaje mecánico, la capacidad

de distinguir los contornos precisos de los

órganos y sus anatomías constituyentes,

independientemente de las oclusiones, del

ángulo de visualización, de la modalidad de

imagenología o de la patología, está siendo

automatizada, abriendo así la puerta hacia un

diagnóstico más rápido y más preciso.

Utilizando el aprendizaje mecánico, los investigadores involucrados en el proyecto Corazón Semántico de Siemens están montando el escenario para producir un modelo

totalmente funcional del corazón de cada paciente...

Pictures of the Future | Otoño 2011 59

nada más invasivo que un catéter especializado.Por ejemplo, hace un año, según lo informado enPictures of the Future, Otoño de 2010, página 79,Siemens introdujo una nueva tecnología de vi-sualización y orientación basada en los rayos Xpara facilitar la implantación de una válvula aórti-ca de repuesto. Ahora, gracias a los algoritmosdel aprendizaje mecánico, que identifican auto-máticamente los mismos puntos de referenciaanatómicos en diferentes modalidades, procedi-mientos como el reemplazo de una válvula aórti-ca van a ser más precisos.

"A esta nueva técnica la llamamos fusión basa-da en modelos", dice el Dr. Razvan Ionasec, deCorporate Technology en Princeton, Nueva Jersey.

"La angiografía tridimensional basada en rayos Xes genial para ver la ubicación de un catéter, perono óptima para visualizar los tejidos. El ultrasoni-do por su parte, es exactamente lo opuesto. Poreso la idea es combinarlos ambos".

Con esto en mente, los investigadores dirigi-dos por el Dr. Terence Chen, también en Corpo-rate Technology US en Princeton, están desarro-llando una tecnología de detección y rastreobasada en el aprendizaje, para ayudar a optimi-zar automáticamente el registro de las imágenesde angiografía con las imágenes producidas porun dispositivo de ultrasonido intravascular(IVUS) en miniatura. Estos dispositivos son confrecuencia utilizados para determinar la cantidadde placa en las arterias coronarias. Aquí, el pro-ceso de aprendizaje se centra en reconocer auto-máticamente el transductor de ultrasonido y elcatéter guía asociado en las imágenes de angio-

grafía generadas por rayos X, a medida que semueven a través de los vasos sanguíneos. "Estoayuda a determinar la ubicación exacta del depó-sito de placa y apoyar así la planeación del trata-miento", dice Chen.

Identificación Automática de Calcificacio-nes. Trabajando conjuntamente con las líneasrelacionadas, el equipo de investigadores dirigi-dos por el Gerente del Programa de ModelaciónVisual y Sólida de Corporate Technology, Dr.Tong Fang, ha desarrollado una tecnología lla-mada mejoramiento dinámico del contraste delos tejidos (DTCE), que identifica la anatomía hu-mana en las imágenes de ultrasonido y que lue-

go "optimiza la calidad de laimagen utilizando tecnologí-as de reducción de ruido y demejoramiento de las estructu-ras avanzadas", según Fang.Basados en el entrenamientofuera de línea, en el cual imá-genes de muestra anotadasse utilizaron para el aprendi-

zaje, el software ofreció "una calidad de imagensuperior y beneficios diagnósticos clínicos", enun estudio piloto, dice Fang.

Los investigadores están utilizando también latecnología de aprendizaje para entrenar los siste-mas de tomografía computarizada en identificartejidos calcificados en imágenes del corazón. "Lacalcificación es el principal motivo de reemplazode las válvulas aórticas y el factor clave de la en-fermedad de las arterias coronarias", explica Iona-sec. "Las imágenes de tomografía computarizadaofrecen ya un detalle anatómico sorprendente.Pero en el futuro, con el software que está ahoraen desarrollo, esperamos desarrollar un sistemaque ayudará, por primera vez, a los médicos acuantificar el grado de depósitos de calcio en unaválvula aórtica y en la aorta torácica. Esta infor-mación los ayudará a predecir las posibilidades deéxito de una válvula de reemplazo, a decidir qué

tipo de válvula utilizar, y la cantidad de presión aaplicar a través del balón, al instalar la nueva vál-vula en su sitio".

Más adelante en el camino, los investigadoresesperan que el aprendizaje mecánico los ayude adetectar las diferencias entre la placa normal, lacual permanece anclada en las superficies queocupa, y la denominada placa "inestable", que sepuede separar de la superficie y, potencialmente,causar un ataque cardiaco o infarto –el principalfactor de riesgo en muchos tratamientos interven-cionales. "Podemos ver diferentes tipos de placa enlas exploraciones de tomografía computarizada yde resonancia magnética", dice el Dr. Gareth Fun-ka-Lea, especialista en enfermedades cardiovascu-lares de Corporate Technology US en Princeton,"pero aún no sabemos cómo diferenciar la placa in-estable. Es posible, sin embargo, que encontremosla respuesta aprovechando el aprendizaje mecáni-co y la explotación masiva de la información".

Corazón Semántico. Los equipos de expertoscardiovasculares y de aprendizaje mecánico deSiemens han ampliado también su enfoque en laválvula aórtica para abarcar virtualmente todo elcorazón humano. "Como parte del proyecto deR&D importante de Siemens llamado 'CorazónSemántico', estamos utilizando ahora el aprendi-zaje mecánico para identificar automáticamentetodas las cuatro válvulas y estamos integrandoesta información con nuestros modelos de las cá-maras cardíacas, para producir un modelo com-pleto del corazón", dice Ionasec. La idea es que,eventualmente, los clínicos podrán modelar ycomparar los efectos de las diferentes formas deintervención cardíaca –desde la inserción de unstent o la reparación de un aneurisma hasta el re-emplazo o reparación de una válvula –sobre la di-námica del corazón completo del paciente antesde realizar el tratamiento.

Uno de los resultados de mayor alcance delproyecto Corazón Semántico es la capacidad enrápida evolución de modelar la válvula mitral,

El aprendizaje mecánico estáayudando a los sistemas detomografía computarizada aidentificar tejidos calcificados.

... Mientras otros desarrollan un motor de razonamiento médico (ver inserto página 60) para apoyar a los especialistas. Los sistemas de aprendizaje identifican etapas

del cáncer en biopsias de la próstata (derecha).

60 Pictures of the Future | Otoño 2011

Un Motor de Razonamiento para los Médicos del Mañana

Imaginando un sistema que algún día apoye a los médicos en responder interrogantes médicos complejos, los

investigadores de Siemens Corporate Technology en Princeton están desarrollando una máquina de

razonamiento profundo que aprende de grandes cantidades de información. El ejemplo simplificado, que se

muestra a continuación, ilustra cuatro pasos en el proceso de razonamiento profundo:

(1) adquirir la historia del paciente y la información del examen físico,

(2) determinar los diagnósticos diferenciales,

(3) recomendar pruebas diagnósticas para cubrir las brechas de conocimiento existentes: por ejemplo realizar

ECG para detectar Elevación de ST (es decir oclusión de una arteria coronaria) y las Ondas Q (disfunción

eléctrica local de las células del músculo cardíaco), con el fin de

(4) seleccionar los diagnósticos más probables.

"El sistema", explica el Líder del Proyecto Mathaeus Dejori, PhD, "refleja el proceso de toma de decisiones en la

práctica médica. Los médicos típicamente reciben listas de valores del paciente y esperan tomar decisiones

difíciles". Agrega Vinay Shet, PhD, quien también está involucrado en el proyecto: "Nuestro sistema evita la

complejidad de tratar con el lenguaje directamente. En vez de ello, trabaja a partir de conceptos semánticos

como 'oclusión coronaria' y 'dolor agudo de pecho'. La máquina de razonamiento profundo tiene la

comprensión de estos conceptos y utiliza el conocimiento médico para sacar conclusiones". Dejori, Shet y el

co-investigador Dan Tecuci, PhD, se imaginan la tecnología como un asistente inteligente que le ayudará a los

médicos a hacer uso fácil de los archivos en rápido crecimiento de información digital.

que controla el flujo de sangre desde el atrio iz-quierdo hasta el ventrículo derecho. Mucho máscompleja que la válvula aórtica, la válvula mitrales mantenida en revisión por una red de tendo-nes tipo cuerda que evita que sus dos alerones in-viertan la dirección hacia el atrio izquierdo. Perolos tendones se pueden romper en respuesta alsobre ejercicio o a una enfermedad –con conse-cuencias que pueden fluctuar entre mínimas yamenazantes para la vida. La condición se puedereparar por medio de un procedimiento trans-ca-téter que implica pegar el alerón con el tendónroto al colgajo sano restante. "Pero colocar ungancho minúsculo en dos colgajos en movimien-to por medio de un catéter, utilizando sólo la fluo-

roscopia para ver lo que uno está haciendo, no esfácil", dice Ionasec.

En vista de este reto, el equipo de investiga-ción de Ionasec está desarrollando por lo tantoun método que combina la resolución submili-métrica de las imágenes de ultrasonido preopera-torias, generadas por el transductor en el esófa-go, con las imágenes de rayos X intraoperatoriasadquiridas con syngo DynaCT Cardiac en el siste-ma de angiografía Artis zee de Siemens. El méto-do, que está basado en algoritmos entrenados enmiles de imágenes de pacientes, utiliza el apren-dizaje mecánico para identificar y rastrear auto-máticamente la anatomía y los movimientos delos colgajos, al igual que para fusionar las imáge-

nes de rayos X con las imágenes de ultrasonido.Se espera que el nuevo procedimiento entre apruebas clínicas en Alemania a finales de 2011.

Leyendo el Lenguaje Oculto de las Células.Algún día, habrá un dispositivo llamado escánerde patología diagnóstica digital. Este procesarámiles de imágenes de patología por hora, cadauna cargada con un trozo de tejido del espesor deun papel, sospechoso de albergar una enferme-dad, y producirá análisis muy exactos, a un costomínimo. Su resultado se combinará con los resul-tados de cada paciente de otras áreas, como ge-nética, fisiología, anatomía y demografía. Y des-de luego aprenderá de cada imagen, refinandoasí constantemente la exactitud de sus resulta-dos. De hecho, estas máquinas probablementeestarán conectadas en red, permitiéndolesaprender entre sí.

Aunque esta máquina podría parecer una vi-sión distante, los investigadores están hoy compi-lando el conocimiento básico que eventualmenteregulará este dispositivo. En Princeton, Nueva Jer-sey, por ejemplo, un equipo de investigadores di-rigidos por Leo Grady, PhD, especialista en analíti-ca de imágenes biomédicas de SiemensCorporate Technology, está utilizando el aprendi-zaje mecánico para predecir la etapa del cáncerde muestras de biopsias de la próstata.

Utilizando imágenes previamente marcadaspor patólogos expertos como pertenecientes auna de las cuatro etapas del cáncer, "el sistematrata de identificar características como la estruc-tura y la disposición celular que sean consistente-mente asociadas con la etapa", explica Grady. "Decada 100 imágenes clasificadas, el sistema estáentrenado en 90, y evaluado en las 10 restantes.Luego –siempre aleatoriamente– otras 90 imáge-nes son seleccionadas para entrenamiento yotras 10 para evaluación".

El proceso es repetido hasta que el desempe-ño sea bueno en toda la tabla, punto en el cual elsistema habrá aprendido a generalizar a partir dela experiencia –a veces con resultados muy sor-prendentes. Por ejemplo, el sistema no sólo ha-brá, como se espera, aprendido a identificarcómo lucen los diferentes tipos de células –abriendo así la puerta para el conteo automatiza-do– sino que habrá descubierto algo que ni los in-vestigadores habían notado.

"El sistema extractó el hecho de que aunquehay patrones en forma rizada de células cancero-sas y de células normales en cada una de las imá-genes, la longitud del rizo y el número de célulasen él es suficiente para predecir la etapa del cán-cer", dice Grady. "Esa fue una sorpresa para nos-otros. Pero cuando discutimos esto con un pató-logo él dijo que sí, esta estructura es algo que losespecialistas buscan para determinar la etapa delcáncer. En este caso, sin embargo, el sistema lodescubrió por sí mismo".

Arthur F. Pease

Ejemplo del Proceso de Razonamiento de Cuatro Etapas

Edad: 54

Género: Masculino

Síntomas: Dolor torácico agudo

Dolor en cuello

Dolor de espalda

Fatiga

Sudoración

Presión de pulso reducida

ECG: Elevación de ST

Ondas-Q Nuevas

Prueba Marcadores de necrosis de Sangre: elevados

Información y Observaciones del Paciente

Posible diagnóstico: Síndrome coronario agudo

Recomendaciones: Realizar ECG

Muestra de sangre

Diagnóstico más probable: Infarto del miocardio

Subtipo: STEMI

Posible causa: STEMI

Causada por Oclusión Coronaria

Causada por Trombo

Muy probable Causa por Disrupción de la placa

Menos probable Causada por Erosión endotelial

Razonamiento Profundo

1 2

4

3 Justificación: el pacientepresenta elevación de la ST e

infarto del miocardio

Justificación: el paciente tieneisquemia debido a marcadores de

necrosis elevados

La cantidad de información producida a nivel mundial es

abrumadora. Según la compañía de investigación de

mercados International Data Corporation (IDC), el universo

digital –en otras palabras, toda la información digitalmente

almacenada a nivel mundial– sobrepasó un zettabyte (1021

bytes, ZB) en el 2010 por primera vez. Y los expertos de la

IDC esperan que esta cifra alcance los 35 ZB en el 2020 (ver

Pictures of the Future, Primavera de 2011, p. 82). Esto es

equivalente a la información contenida en dos pilas de

DVDs extendidas desde la tierra hasta la luna. Entre las ca-

tegorías de información de más rápido crecimiento están

las grandes colecciones de datos, conocidos como metada-

tos, es decir libros y bases de datos, al igual que la informa-

ción no estructurada como textos y gráficas arbitrarios con

una estructura indefinida. Casi un tercio del universo digital

lo conforma actualmente información de alta calidad –en

otras palabras, información y contenido sujetos a regulacio-

nes de seguridad, cumplimiento y almacenamiento. La IDC

estima que este tipo de información representará casi la mi-

tad de toda la información en el 2020.

Esta masa en crecimiento de información, cada vez

más compleja, deberá ser procesada eficientemente. Sin

embargo, esto no es posible sin computadores que ayuden

a ordenar, analizar y comprimir la información, al igual que

a prepararla para su uso por parte de los seres humanos.

Los sistemas de aprendizaje son particularmente útiles en

este aspecto, porque éstos pueden aprender de ejemplos,

identificar patrones en la información y utilizar esta infor-

Aprendizaje Mecánico | Datos y Pronósticos

Un Universo de Aplicaciones para los Sistemas de Aprendizaje

Pictures of the Future | Otoño 2011 61

Costo Relativo del Manejo de la Información

Inversión por gigabyte(US$)

En el 2009, el mundo gastó $4trillones en hardware,software, servicios, redes y enpersonal de IT.

Exabyte (1018 Byte)

Áreas Potenciales de Usodel Aprendizaje Mecánico

Porcentaje de contribución a losingresos de los diferentes segmentos dediagnóstico asistido por computador, anivel mundial en el 2010.

Principales Usuarios del Almacenamiento de Información en los Estados Unidos por Sector y Compañía

Manufactura discreta

Gobierno

Comunicaciones y medios

Manufactura del proceso

Banca

Proveedores de salud

Valores y servicios de inversión

Ventas al por menor

Educación

Seguros

Transporte

Ventas al por mayor

Servicios Públicos

Información Almacenada en EE.UU., 2009

Información almacenada por compañía(> 1.000 empleados), 2009

966

848

715

694

619

434

429

364

269

243

227

202

194

967

1.312

1.792

831

1.931

370

3.866

697

319

870

801

536

1.507

Petabytes (1015 Bytes) Terabytes (1012 Bytes)

Fuente: IDC; US Bureau of Labor Statistics; McKinsey Global Institute analysis

Fuente: Estudio Universo Digital, patrocinado por EM

C, M

ayo 2010

Fuente: Frost & Sullivan (2011)

0

2009

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

1

2

3

4

5

6

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2020

Inversión por GigabyteExabytes

Seno (mamografía)78%

Tórax 14%Colon 4%

Próstata 1,5%Hígado 1%Huesos 0,5%

mación para predecir desarrollos futuros. Las aplicaciones

del aprendizaje mecánico son extremadamente diversas,

fluctuando desde análisis de mercado y mantenimiento an-

ticipado en aplicaciones industriales, hasta métodos diag-

nósticos para sistemas médicos. En muchos casos, el enfo-

que está en tecnologías de reconocimiento de patrones de

voz, texto e imágenes.

Los sistemas de reconocimiento de voz son utilizados

para operar vehículos, por ejemplo, al igual que para la con-

mutación telefónica automática, el manejo de tecnología

de edificios y oficinas, aseguramiento de la calidad indus-

trial y diagnósticos médicos. Los investigadores de mercado

de Datamonitor esperan altos índices de crecimiento en al-

gunos campos. Por ejemplo, ellos predicen que el mercado

de sistemas de reconocimiento de voz móviles avanzados

en los teléfonos se triplique pasando de $32.7 millones en

el 2009 a aproximadamente $100 millones en el 2015. Se-

gún estos expertos, el mercado de reconocimiento de voz

móvil en automóviles aumentará de $64.3 millones a

$208.2 millones durante el mismo periodo.

Los sistemas de reconocimiento de voz como éstos no

son nada nuevo. Según un informe producido por la compa-

ñía de investigación de mercados Gartner en el 2011, las

tecnologías de reconocimiento ya hacían parte del "ciclo

bombo" de tendencias tecnológicamente relevantes en

1995. Los sistemas no eran todavía muy efectivos, principal-

mente debido a que el reconocimiento de lenguaje colo-

quial es uno de los más grandes retos que el computador

puede enfrentar. La principal razón para esto es que el com-

putador necesita tener un conocimiento amplio de la vida

diaria para entender realmente lo que alguien está diciendo.

Los sistemas de aprendizaje se pueden utilizar también

para analizar imágenes y videos. Estos sistemas son espe-

cialmente beneficiosos en el procesamiento industrial de

imágenes. Como resultado, la Asociación de Visión Mecáni-

ca Europea (EMVA) espera que este mercado crezca un

20% en Europa en el 2011, siguiendo el aumento del 11%

en el 2010. Aunque las inspecciones y el aseguramiento de

la calidad siguen siendo las áreas más comunes de aplica-

ción de los sistemas de procesamiento industrial de imáge-

nes, se están introduciendo también nuevas tecnologías –

por ejemplo, en sistemas de visión robótica en 3D. Estas

tecnologías van desde sistemas de video para automóviles

hasta soluciones de seguridad. El patrón de reconocimien-

to está, entre tanto, volviéndose cada vez más importante

en la ingeniería médica (ver Pictures of the Future, Primave-

ra de 2011, p. 70). La firma de consultoría comercial Frost

& Sullivan afirma que los médicos están dependiendo cada

vez más del software de aprendizaje para filtrar y procesar

la información clave producida por procedimientos de ima-

genología digital avanzados, como sistemas de tomografía

computarizada, de resonancia magnética y de ultrasonido.

El software es utilizado, por ejemplo, en procedimientos de

mamografía al igual que para el diagnóstico de cáncer de

pulmón, páncreas e intestinal.

Sylvia Trage

62 Pictures of the Future | Otoño 2011

Aprendizaje Mecánico | Entrevista

El Prof. BernhardSchölkopf, (43) es elDirector del nuevo InstitutoMax Planck de SistemasInteligentes en Tübingen yStuttgart, al igual que unode los expertos líderes delmundo en inteligencia demáquinas. El físico ymatemático, Schölkopfdesarrolla nuevastecnologías de aprendizajeque están diseñadas paradescubrir irregularidades enconjuntos de datoscomplejos. Él ha realizadoinvestigación en BellLaboratories y en MicrosoftResearch, entre otros sitios,y fue galardonado con elPremio de InvestigaciónMax Planck en el 2011.

Progresando en Montañas de Información

¿Qué significa realmente aprendizaje en elsentido científico?Schölkopf: Eso depende de a quién le pregunte.Un psicólogo diría que el aprendizaje se puededefinir como el cambio en el comportamientoque se deriva de la experiencia. Sin embargo, estoes sólo parte de éste. Si alguien se lesiona suspies, estos van a cojear –no porque estos hayanaprendido sino simplemente porque duele. Yosoy físico, por otro lado, busco algunos tipos deregularidades que lleven de una entradaespecífica, a un resultado. Los científicos serefieren a este proceso de sacar conclusiones decausa y efecto con base en las observacionescomo "interferencia empírica". Mi instituto intentaconvertir los mecanismos asociados enalgoritmos con el fin de encontrarle soluciones aproblemas que los humanos no son capaces deresolver por sí mismos.

¿Puede suministrarnos un ejemplo?Schölkopf: Usted siempre encontrará problemascomo estos en los que están involucradastremendas cantidades de información. Tomemosla bioinformática, por ejemplo. Los genetistasquieren averiguar dónde empiezan y terminan losgenes en una cadena de ADN. Usted puede haceresto realizando un experimento en un laboratorio,lo cual generará información con millones depuntos de datos asociados entre sí por unaconexión dimensional alta. Ningún ser humano vaa descubrir ninguna irregularidad aquí que lepermitirá predecir dónde se encontrarán lasinterfaces correctas. Pero si usted utiliza lainformación para entrenar software, las cosasfuncionarán muy bien. Lo importante es que lasregularidades converjan, como decimos, lo queesencialmente significa que los resultados seránmás precisos en la medida que usted alimentemás información. Ese es el gran beneficio delaprendizaje mecánico. Las máquinas encuentranlos tipos de estructuras en grandes cantidades deinformación que el humano nunca encontraría.Eso no es sorprendente, teniendo en cuenta quenuestros cerebros están optimizados para lapercepción y la acción –y no para procesoscientíficos. Otra ventaja del aprendizaje mecánicose puede encontrar en aquellas aplicacionesdonde observamos el medio ambiente consensores que los humanos simplemente noposeen. Después de todo, no estamos equipadoscon escáneres láser incorporados para medirdistancias, por ejemplo.

¿Dónde lleva la ventaja el cerebro humano?Schölkopf: El cerebro es un órgano muycomplejo que puede realizar algunas tareas muyprecisa y eficientemente, a través del aprendizaje.Esto se cumple especialmente cuando el cerebrose enfrenta a problemas que fueron importantespara nosotros a través de la evolución, comoreconocer patrones visuales. Esa es la razón por laque podemos reconocer números y letras enfracciones de segundo, mientras que loscomputadores tienen problemas con eso. De otraparte, si usted convierte los símbolos en códigosde barras, no podemos leerlos, pero loscomputadores sí. Esto es porque nuestroscerebros han sido entrenados toda nuestra vidapara extractar regularidades de números y letras.El neurocientífico Horace Barlow una vez hizoreferencia al cerebro como un órgano de toma dedecisiones estadísticas. Sin embargo, tenemosque tener presente que sólo algunas tareasestadísticas pueden ser manejadas muyefectivamente –aquellas que tienen la mayorsignificancia a través de la evolución.

¿En su opinión, qué papel desempeñan lossentimientos en el aprendizaje?Schölkopf: Los sentimientos definitivamentedesempeñan un papel en el aprendizaje humano–por ejemplo, al evaluar lo que es importante dehacer, o lo que le da sentido a hacerlo, o ensituaciones que involucran motivación. Laevolución parece indicar que todo lo"implementado" en los seres humanos estambién útil. Esta es la razón por la que creemosque los temas de psicología, tarde o temprano, sevolverán relevantes y útiles en el diseño desistemas inteligentes. Sin embargo, mi propiasensación, me dice que todavía estamos lejos deentender e implementar esta inteligencia artificialde una manera funcional.

Hace cuarenta años los científicos pensabanque pronto serían capaces de construirrobots con inteligencia artificial. ¿Qué salió mal?Schölkopf: Esas máquinas fueron construidaspor ingenieros, razón por la cual la gente podíaentenderlas. Cuando un sensor en un robot deeste tipo registra una medición cierta, un motoren el robot empezará a moverse. Sin embargo, lainteligencia artificial no es un áreatradicionalmente abordada por los ingenieros.Los sistemas biológicos son los únicos sistemas

como si fueran registradas con un dispositivo detomografía computarizada.

¿Qué avances podemos esperar delaprendizaje mecánico en los próximos 10 ó20 años?Schölkopf: Realmente se ha progresado en elprocesamiento de grandes cantidades deinformación con computadores cada vez máspoderosos. Pero es difícil decir si también sedesarrollarán fundamentalmente nuevosmétodos. Espero que se hagan avances con elaprendizaje casual. En el momento, hemosidentificado regularidades estadísticas, pero nolas leyes causales detrás de éstas. Consideremosel siguiente ejemplo: los países con poblacionesaltas de cigüeñas tienen también índices denatalidad más altos. Luego ¿esto significa que lascigüeñas traen los bebés? Desde luego que no –pero los métodos que utilizamos hoy nodiferenciarían en estos casos, por lo quenecesitamos descubrir las leyes causales.

¿Qué hay del viejo sueño de robots que seancapaces de aprender?Schölkopf: Creo que en el futuro habrá unmayor número de sistemas físicamenteautónomos. Los investigadores hace 40 añospensaban que los robots estarían omnipresenteshoy. Este no ha resultado ser el caso, y yotampoco creo que veremos enfermeras robots enlos hospitales, por ejemplo. Después de todo, loshumanos son mejores ocupándose del cuidadode otros humanos en comparación con lasmáquinas. Lo que muy probablemente veamosserán micro-robots con inteligencia artificial quepuedan entrar en acción donde la gente nopuede, y hacer cosas como tratar y destruir untumor dentro del cuerpo.

Entrevista realizada por Bernd Müller.

verdaderamente inteligentes, por lo que a lagente le resulta difícil entenderlos. Programascaseros como los del pasado ya no funcionaránaquí de ninguna forma.

¿Está usted diciendo que las máquinasnecesitan aprender a aprender?Schölkopf: Los sistemas habilitados para elaprendizaje ofrecen algunos beneficios, peroestán también diseñados por ingenieros. Elmáximo progreso aquí se ha conseguido con elaprendizaje monitoreado, caso en el cual loshumanos evalúan primero la informaciónmedida, o la etiquetan, como decimos. Ustedpuede entrenar el software de reconocimientofacial, por ejemplo, diciéndole al programacuando una determinada persona aparece enuna imagen. Si lo hace con bastante frecuencia,el programa será capaz de extrapolar hasta ungrado limitado, incluso si la persona en cuestiónluce un poco diferente cada vez.

En otras palabras, ¿el aprendizaje humano yanimal probablemente no se puedeconsiderar aprendizaje monitoreado?Schölkopf: Correcto. En muchos casos no lo es;pero es aprendizaje monitoreado, por ejemplo,cuando los padres le muestran a su hijo una fotode un gato y le dicen que es un gato. Agarrar unobjeto, de otra parte, es algo que los niñosaprenden por sí solos. Las máquinas todavía nopueden hacer esto. Esa es la razón por la queutilizamos cada vez más el, a veces llamado,"aprendizaje reforzado", el cual es un tipo decamino medio. Aquí, un diseñador de robots nole dirá más a la máquina qué camino necesitatomar su brazo agarrador. Él solamente reporta siel robot agarró o no exitosamente el objeto. Lamáquina aprende entonces qué movimientos lacondujeron al éxito, y determina la mejor formade mover el brazo.

¿Qué ocurre cuando usted enlaza sistemasbiológicos y máquinas, como usted lo hacecon su Interfaz del Cerebro que traduce lasondas cerebrales en movimientosmusculares?Schölkopf: La interfaz del cerebro está diseñadapara ayudarle a los individuos paralizados amover sus brazos haciendo que se imaginen losmovimientos, mientras que nosotrossimultáneamente medimos sus ondas cerebrales.El trabajo que nuestros cerebros realizan no sepuede modelar matemáticamente, razón por lacual necesitamos utilizar el aprendizajemonitoreado aquí también. Durante la fase deentrenamiento, el investigador no sólo registra lasondas cerebrales del paciente sino también losmovimientos imaginados. Si ingresamossuficiente información, podemos conseguir uníndice de reconocimiento de entre el 80% y el90%. Sin embargo, el grado de generalización –

Pictures of the Future | Otoño 2011 63

que defino como la capacidad de aplicar elmismo método a problemas similares– es muylento. Por ejemplo, saber cómo lucen las ondascerebrales de los movimientos de las manos nosignifica que usted descifre cómo mover laspiernas. Nosotros los humanos somos maestrosen eso –después de todo, aprendemos cómoescribir con nuestras manos en el papel pero sinembargo podemos todavía utilizar nuestrosbrazos para escribir las mismas letras en untablero, más o menos con la misma escritura,sólo que más grande.

¿Cuál es el aprendizaje mecánicoprincipalmente utilizado hoy?Schölkopf: Está siendo utilizado en cosas que novemos pero que sin embargo usamos todos losdías –motores de búsqueda. Muchas de laspersonas que Google contrata son expertos enaprendizaje mecánico. Los bancos utilizantambién el aprendizaje mecánico para predecirlos movimientos de los precios de las acciones,por ejemplo. Y hay una aplicación médicainteresante también: la tomografía de emisión depositrones es usualmente combinada con unaunidad de tomografía computarizada enaplicaciones clínicas, donde las imágenes de estaúltima son utilizadas para corregir los valores deintensidad de la información de la imagen de laPET. Sin embargo, los médicos prefieren losdispositivos de tomografía de resonanciamagnética (MRT), porque éstos también ofreceninformación fisiológica. Siemens recientementepresentó este sistema MR-PET combinado.Nuestro instituto ha desarrollado un método quepredice imágenes de TC sintéticas con base enfotos de MRT. Este desarrollo fue posibleutilizando parejas de imágenes de MRT-CT confines de entrenamiento de la máquina. Comoresultado, podemos procesar imágenes de PET

Los robots y los niños aprenden probando cosas y de los ejemplos que se les presentan.

Pocos campos de investigación son tan complejos como el aprendizaje mecánico. Y uno de losproblemas más difíciles a los que se enfrentan los investigadores en esta área es la visión. Para ayudar aque las cosas avancen, Siemens está desarrollando sistemas de video que no sólo son capaces deaprender sino que también pueden interpretar independientemente el mundo visible.

Inspectores Voladores

64 Pictures of the Future | Otoño 2011

También conocido como "Volar & Inspeccio-nar", el proyecto quadcopter es el producto deun esfuerzo de desarrollo colaborativo entre elcientífico de computación Yakup Genc de Sie-mens Corporate Technology en Princeton y el in-vestigador de robótica Nicholas Roy del Institutode Tecnología de Massachusetts en Boston. Elproyecto está diseñado para producir un sistemacapaz de adquirir autónomamente informacióny construir modelos digitales de medioambien-tes complejos, como las instalaciones de mani-pulación de equipajes, las plantas de procesa-miento y los pasillos de las fábricas. Estosmodelos en 3D digitales se utilizarán entonces

para evaluar las necesidades de mantenimientoo para simular las renovaciones importantes.Genc y Roy esperan que la tecnología del Volar &Inspeccionar haga este proceso eficiente y ro-busto. El quadcopter podría también inspeccio-nar sitios a donde resulta difícil llegar, como losparques eólicos y los mástiles de energía paradetectar señales de desgaste o daño, ya que sepuede entrenar para reconocer característicascomo grietas. "En este punto, el dispositivo nece-sita aún de un operador humano con una uni-dad de control remoto", dice Genc. "Pero espera-mos que pronto funcione autónomamenteutilizando sus sensores ópticos".

Un extraño avión zumba en el aire en los labo-ratorios de Siemens Corporate Research en

Princeton, Nueva Jersey. Básicamente un marcocuadrado de alambre, es manejado por un bloquede motor pequeño con cuatro rotores de helicóp-tero en la parte superior. El vehículo es llamadoquadcopter. Utilizando láseres escanea ventanas,paredes, máquinas; sensores ópticos, y video cá-maras registran cada detalle arquitectónico. Ma-niobra por el aire sobre vías pre-planeadas, listopara sentir y evitar los obstáculos que puedanaparecer en su camino. La información que reco-lecta es procesada para crear modelos precisos en3D del medio ambiente.

Aprendizaje Mecánico | Aplicaciones de Seguridad

Pictures of the Future | Otoño 2011 65

El quadcopter es una plataforma voladora que

utiliza cámaras de video y escáneres láser para

crear mapas en 3D de medioambientes

complejos. El aparato podría demostrar ser de

mucha utilidad en una variedad de actividades

de inspección y de modelado.

El desarrollo de sistemas que puedan procesarla información de la imagen en el medio ambientees uno de los principales retos que enfrenta el cam-po del aprendizaje mecánico. En febrero de 2011un supercomputador de la IBM llamado "Watson"le ganó a los mejores concursantes humanos en elshow de preguntas "Jeopardy". Pero incluso Wat-son era sólo un sistema sofisticado para evaluar in-formación de bases de datos y búsquedas en Inter-net. En el mundo real, los computadores sontodavía torpes. Mientras que un niño pequeñopuede reconocer a un árbol desde una antena ex-terior sin ningún problema, los computadores sondesafiados por el mismo proceso. Pero gracias al

trabajo que están realizando ahora grupos de in-vestigación en las universidades y empresas, loselementos de la visión mecánica se están aproxi-mando ahora a la aplicación comercial.

En sus instalaciones de investigación y desarro-llo de Princeton, Nueva Jersey, Graz, Austria y Mú-nich, Alemania, Siemens está desarrollando siste-mas que buscan imágenes satelitales de patronescomplejos como sitios industriales, edificios, carre-teras e infraestructuras; otros sistemas analizanimágenes de rayos X de contenedores y empa-ques, buscando objetos sospechosos, leen señalesviales y monitorean multitudes y colas, y –comoen el caso del quadcopter– mapean e inspeccio-nan lugares de difícil acceso. Lo que todas estasaplicaciones tienen en común es la capacidad deaprender casi en la misma forma como un niño pe-queño desarrolla la capacidad de distinguir y dife-renciar objetos. En un proceso conocido como"aprendizaje supervisado" científicos de computa-ción alimentan cientos de miles de imágenes deobjetos a los programas. Los algoritmos, a su vez,destilan las características que las clases de objetostienen en común. Por ejemplo, las personas en lascalles usualmente caminan rectos, tienen brazos ypiernas, y cabezas de forma ovalada. Una mesa,por otro lado, tiene una superficie horizontal paracolocar cosas sobre unas pier-nas debajo que le sirven deapoyo. Los programas crean re-presentaciones digitales de es-tas clases de objetos. Esto pue-de, a su vez, hacer posiblerealizar una búsqueda semánti-ca de datos de imágenes espe-cializadas o permitirle a un sis-tema de asistencia de conductores, por ejemplo,detectar señales de tráfico automáticamente.

Reconociendo las Diferencias. Con frecuen-cia, sin embargo, a los investigadores les gustaríaque los sistemas de visión realizaran tareas máscomplejas, como contar personas en una esta-ción del metro. Pero supongamos, por ejemplo,que un sistema de visión detecta la cabeza perono el torso, porque la persona puede estar atora-da o medio escondida. Será capaz, sin embargo,de darse cuenta de que está viendo una persona.Lo hace sabiendo cómo una persona u objetopuede ocluir y ocultar a alguien detrás de ella yluego razonar acerca de las implicaciones físicasde estas oclusiones.

"En el futuro deberá ser posible que los com-putadores reconozcan patrones más complejos apartir de información de video archivada, espe-cialmente en sistemas forenses", dice Vinay Shet,un científico de computación en Princeton. Unejemplo de esta búsqueda forense de patronescomplejos podría ser el rastreo de una persona através de múltiples cámaras instaladas en una ins-talación grande como un aeropuerto. Shet com-para esta búsqueda de un patrón visual con bus-

car la "gramática visual". "Al igual que las oracio-nes en un idioma, la información de la imagen y elvideo tiene una estructura que se puede formali-zar e interpretar como gramática visual", dice él.Esto funciona atribuyéndole características a la in-formación visual; la combinación de estas caracte-rísticas a su vez se puede evaluar con el fin de de-terminar si la misma persona se puede ver en lasimágenes de diferentes cámaras.

La misma tecnología de la gramática visual sepuede utilizar para la observación de la seguridadde la carga y el equipaje –un proyecto en el queestá interesada la División de Infraestructura & Lo-gística de Siemens. El reconocimiento de patronesvisuales puede ayudar, por ejemplo, a identificarel arreglo característico de una bomba, incluido elcordón detonador, los explosivos y el aparato tele-fónico activador. En este punto, esta tarea es toda-vía realizada por humanos en los aeropuertos detodo el mundo.

En la actualidad, los algoritmos de detecciónautomática que regulan las búsquedas visualesno funcionan perfectamente. Un método innova-dor para conseguir tanto la exactitud de los hu-manos como la velocidad de las máquinas, estásiendo explorado por un equipo en la UniversidadColumbia de Nueva York, bajo la dirección de

Paul Sajda, un experto en electroencefalogramas(EEG). La financiación está siendo suministradapor el Departamento de Defensa de los EstadosUnidos, y científicos de la visión mecánica de Sie-mens Corporate Technology en Princeton estánparticipando también. La idea es escanear rápida-mente imágenes satelitales muy grandes con elfin de detectar objetos de relevancia, como sitiosindustriales, edificios, carreteras, pistas de aterri-zaje de helicópteros, etc.

Los investigadores han combinado la visiónmecánica con la visión humana amplificada elec-trónicamente en un sistema que acelera significati-vamente el proceso total de análisis de las imáge-nes. Primero, el software de visión mecánicadesarrollado por Siemens enmascara regiones quemuy improbablemente contienen objetivos –como áreas homogéneas sin ninguna característi-ca distintiva, como los desiertos, bosques densos oestepas. Segundo, las partes potencialmente inte-resantes restantes de la imagen son divididas enimágenes cuadradas pequeñas o "chips" y presen-tadas a un analista de imágenes que utiliza un sen-sor de electroencefalograma de múltiples electro-dos, conectado a un computador de análisis deseñales. Los chips son mostrados en una sucesión

En un proceso paso por paso, losinvestigadores de las universidades yla industria están enseñándoles a vera los sistemas artificiales.

66 Pictures of the Future | Otoño 2011

Utilizando láseres, un montacarga escanea y memoriza automáticamente lo que ve en su medio ambiente (centro). El robot de Maneesh Singh (derecha) depende de sen-

sores 3D para su orientación.

muy rápida (5-10 por segundo) –más rápidamen-te de lo que el analista puede analizar consciente-mente y responder a los mismos. Pero el sistemade EEG puede aprender a detectar una señal cere-bral generada cuando el chip contiene un objetivode interés. Tercero, al analista se le muestran las re-giones con los chips detectados por el EEG y tomala decisión consciente de detección del objetivo."Este método combinado ha aumentado la veloci-dad de análisis cuatro veces", dice Claus Bahlmann,un investigador de Siemens en Princeton.

Montacargas sin Conductor. El análisis in-teligente de imágenes es también esencialpara el desplazamiento en medioambientesindustriales. Un caso puntual es el "Sistemade Navegación Autónomo" desarrollado por

Siemens en Múnich y Stuttgart, Alemaniapara vehículos comerciales como los monta-cargas. El vehículo aprende su ruta al serguiado por un trabajador. Toma señales de lasregiones superiores del espacio, las cualesrara vez cambian. Esto le permite auto orien-

en la cual están ubicados", dice Lawitzky. El rangopotencial de aplicaciones de estos sistemas podríaincluir robots de seguridad, guías robóticas enmuseos y auxiliares robóticos en los almacenespor departamentos".

Robots que Leen Mapas. El científico deinvestigación Maneesh Singh en Princeton estátrabajando también con un robot móvil. Él tomó unrobot comercialmente disponible, queesencialmente luce como una olla a presión sobreruedas, y lo equipó con un sistema de cámaras"Kinect" ofrecido por Microsoft que puede identificare interpretar los movimientos de los brazos y lasmanos del usuario (ver página 74).

La cámara, que fue originalmente desarro-llada para la consola de juegos Xbox 360, está

equipada con un sensor 3D. Elsensor le permite al robot nosólo detectar y evitar obstácu-los sino también producir unmodelo en tiempo real de suentorno, permitiéndole conello determinar su propia ubi-cación después de un tiempo.

"Al igual que los humanos,este dispositivo móvil podrá mirar el plano de laplanta en la entrada de un edificio, entenderloy utilizarlo para navegar autónomamente porcualquier parte del edificio. Al mismo tiempo,tendrá incorporada una memoria visual de lasáreas por las que ha viajado", dice Singh.

Singh está siendo explorado todavía. Dentrodel Departamento de Investigación y Desarrollode Siemens, ideas como éstas son usualmenteevaluadas durante cierto tiempo antes de to-mar una decisión –en conjunto con las unida-des comerciales asociadas– sobre su idoneidadpara el lanzamiento al mercado. Esto les da alos ingenieros de Siemens libertad para conti-nuar probando nuevas cosas. Uno de estos in-tentos es "Outlier", que impulsa la idea de se-guir aprendiendo fuera de la caja.

Sistemas que Identifican Anomalías. Lamayoría de los algoritmos de reconocimiento deimágenes adaptativos son entrenados antes deque el sistema sea desplegado. "Outlier", de otraparte, es un sistema de vigilancia inteligenteque aprende en el trabajo. Hasta ahora, lo hahecho sólo dentro del laboratorio. A medida quecaptura información de video, Outlier desarrollamodelos estadísticos de lo que se puede consi-derar normal dentro de su campo visual. Sinembargo, si se le presenta un evento inusual –como un vehículo patinando en una calle– lodetectará como una anomalía y reportará el in-cidente al supervisor. Luego puede aprenderpor retroalimentación a determinar si el inciden-te fue relevante o no y alterará su reporte deconformidad en el futuro.

"Outlier es un cambio de paradigma", diceJosef Birchbauer, un investigador de Siemensen Graz. Su característica exclusiva es que se

puede adaptar constantemente a nuevas con-diciones –y que, como lo afirma Birchbauer, esesencial "en el mundo complejo donde es casisiempre imposible predecir todo desarrollo" –tenga éste lugar en un aeropuerto o en el cora-zón de Times Square. "Muy probablemente,este método no podrá valerse por sí mismo" ad-vierte Birchbauer. "En el futuro, los sistemas devideo de seguridad probablemente serán entre-nados antes de su uso real con la ayuda de mi-les de imágenes de ejemplo, pero luego apren-derán en tiempo real durante su operación".

Hubertus Breuer

Pero Singh tiene planes incluso más ambi-ciosos para su robot. En el futuro cercano, élquiere que el robot utilice el aprendizaje me-cánico no sólo para reconocer humanos y susactividades sino también para que se comuni-que con ellos y aprenda de ellos, a través de lainteracción natural. "Muy pronto", dice él, "po-dremos enseñarle a los robots casi de la mis-ma forma que le enseñamos a nuestros hijos –por ejemplo, señalándoles objetos yhablándoles de éstos".

Al igual que la tecnología de Volar & Inspec-cionar de Genc, el robot de aprendizaje de

tarse y realizar confiablemente la misma rutauna y otra vez.

"El sistema tiene la capacidad también de reco-nocimiento de objetos hasta cierto grado. Reco-noce los objetos importantes para sus tareas enbodegas, como paletas y cajas", dice Gisbert La-witzky, un experto en robótica de Siemens en Mú-nich. Vehículos de navegación autónoma estánsiendo usados en Daimler –especialmente parael transporte de paletas a las rampas de carga ypara regresarlas. "Dependiendo de la tarea, estosvehículos aprenderán a reconocer otros objetosen el futuro, y ellos reconocerán también el área

"Los robots deberán relacionarse enmedioambientes humanos,comunicarse con humanos yaprender de ellos".

Pictures of the Future | Otoño 2011 67

Los sistemas de reconocimiento óptico de caracteres han revolucionado el tráfico postal internacional.Pero la tecnología tiene un gran potencial en otras áreas también. Entre las aplicaciones en evoluciónse encuentra de todo, desde los sistemas de transporte y seguridad hasta dispositivos de ayuda delectura para los discapacitados visuales.

Un sofisticado sistema de reconocimiento de texto

automatizado ha convertido a Siemens en el líder

mundial del mercado de sistemas de ordenamiento de

correo. El software puede leer confiablemente

caracteres de escritura árabe y china, y letras Cirílicas.

su tecnología. "Nuestra última línea de produc-tos, ARTread, puede descifrar 90-95% de las di-recciones escritas a mano", dice MatthiasSchulte-Austum, gerente técnico del equipo quees responsable del pre procesamiento de imáge-nes y reconocimiento de objetos, en SiemensMobility en Konstanz, Alemania. Pero el sistematiene que hacer más que sólo descifrar escrituraconfusa. Tiene que identificar automáticamentetambién toda la información relevante del sobre–cosas como cambios de dirección, notas escri-tas al lado por el remitente e incluso el valor delas estampillas. Los sistemas de automatizaciónpostales necesitan también reconocer confia-blemente las instrucciones del remitente –porejemplo, si la carta deberá ser devuelta al remi-tente, si la dirección ha cambiado.

El objetivo general es maximizar el nivel deautomatización. "Queremos extraer automática-mente toda la información relevante del ítemcon el fin de reducir al máximo la cantidad detrabajo manual", explica Schulte-Austum.

Hay todavía un potencial enorme de desarro-llo de estos sistemas, especialmente en Rusia,India, China y el mundo árabe. "Hemos desarro-llado algoritmos que pueden leer todo tipo deescritura, independientemente de si son letrasCirílicas o caracteres Chinos o Arabes", dice In-

golf Rauh, un experto del centro de innovaciónde Siemens en Konstanz. "De hecho, reciente-mente ganamos la competencia de lectura deescritura árabe". El reto en la competencia impli-có identificar los nombres de ciudades Tuneci-nas sin ningún error.

Los principios del reconocimiento óptico decaracteres están siempre basados en las mismasreglas. Un método que ha demostrado ser parti-cularmente eficiente entrena los sistemas paracomparar miles de números o letras escritos amano, de varias fuentes, y luego clasificarlos cla-ramente en el curso del proceso de aprendizaje.

"Rápidamente nos dimos cuenta de la granvariedad de aplicaciones potenciales de esta téc-nica", explica Rauh. "Esa es la razón por la que de-cidimos explorar todas las posibilidades de utilizarla tecnología OCR, incluidas aquellas que involu-cran mercados completamente nuevos".

Escaneo en Carreteras. Uno de estos mercadoses la lectura de las placas de vehículos para los sis-temas de tarificación vial. Por ejemplo, los siste-mas Sicore de Siemens utilizan cámaras equipa-das con software de procesamiento de imágenespara reconocer rápidamente los números de laplaca, cuando los carros pasan rápidamente porcalles y autopistas. Estos sistemas son utilizados

Los carteros y los farmaceutas tienen una cosaen común: ambos grupos poseen con fre-

cuencia capacidades criptográficas que les permi-ten descifrar incluso la peor escritura. Hoy, sinembargo, hay máquinas que pueden reconocerautomáticamente los más diversos tipos de es-critura –gracias al desarrollo de nuevos procesosde aprendizaje sorprendentes.

La tecnología que hace esto posible es cono-cida como reconocimiento óptico de caracteresu OCR. "Somos líderes en el mercado mundialen lo que respecta a reconocimiento de direc-ciones", dice orgullosamente el gerente de pro-ducto de Siemens Peter Schindler. Las capacida-des no tienen nada que ver con la lectura detextos escritos a máquina, porque cualquier es-cáner puede hacerlo; el verdadero logro implicadescifrar la escritura manual. Schindler estimaque la tecnología OCR de Siemens se está utili-zando ahora en casi la mitad de las instalacionesde clasificación de correo en todo el mundo. Elvolumen del mercado global de estos sistemasde reconocimiento es actualmente de casi un bi-llón de dólares, y la División de Movilidad de Sie-mens, que fabrica las unidades, tiene una parti-cipación en el mercado del 35%.

Los desarrolladores de OCR de Siemens es-tán constantemente mejorando la precisión de

Aprendizaje Mecánico | Reconocimiento Óptico de Caracteres

Le Leemos Fuerte y Claro

68 Pictures of the Future | Otoño 2011

Aprendizaje Mecánico | Entrevista

Tomaso Poggio, 63, esProfesor del EugeneMcDermott delDepartamento de CienciasCerebrales y Cognitivas delLaboratorio de InteligenciaArtificial del Instituto deTecnología deMassachusetts. Es tambiénCodirector del Centro deAprendizaje Biológico yComputacional del MIT.Poggio se vinculó a lafacultad del MIT en 1981,después de 10 años en elInstituto Max Planck deBiología y Cibernética enTübingen, Alemania. Elrecibió el PhD en 1970 de laUniversidad de Genoa. Poggio es MiembroExtranjero de la AcademiaItaliana de Ciencias y Sociode la Academia Americanade Artes y Ciencias.

Puerta

portando oxígeno. Será posible también deter-minar rápidamente si un camión con materialespeligrosos está a punto de entrar a un túnel enel cual ha ocurrido un accidente.

Es muy probable que tecnologías OCR mejo-radas sean prácticamente utilizadas en todaspartes en el futuro. El reconocimiento automáti-co de las fechas de vencimiento de alimentos ymedicamentos llega a la mente aquí, al igualque la identificación de los números de produc-ción y de serie en los tableros de circuitos impre-sos utilizados en la industria automotriz y elec-trónica. La gente con discapacidad visual podríabeneficiarse también, porque los sistemas OCRpodrían leerles sus cartas, libros o las etiquetasde los alimentos en los supermercados.

Rolf Froböse

en el Reino Unido, por ejemplo, donde ciudadescomo Londres han introducido un cobro por con-gestión. Las cámaras registran automáticamentelos carros que ingresan a una zona de congestióny luego verifican con la base de datos central paraasegurarse de que sus conductores se hayan re-gistrado en el sistema de recolección de tarifas.

Una aplicación adicional implica usar cáma-ras que registran automáticamente las placas delos vehículos en zonas de velocidad restringida.Contrario a las pistolas radar, estas cámaras mi-den la velocidad promedio de los vehículos du-rante un largo trecho de la vía. Esto le permite al

identificar automáticamente las señales de ma-teriales peligrosos en los camiones (ver Picturesof the Future, Primavera de 2010, p. 78). Las se-ñales son de color naranja y contienen dos nú-meros. El primer número indica la clasificacióndel material peligroso, mientras que el segundoidentifica la sustancia peligrosa en sí. "El reconocimiento automático de estas señaleshará más seguros los túneles y puentes", dicevon der Nüll. Los planes buscan que el sistemacierre automáticamente un túnel si, por ejem-plo, un camión que transporta hidrógeno seaproxima mucho a otro camión que está trans-

sistema determinar si el conductor ha manejadomuy rápido a través de un túnel, por ejemplo."Hemos usado nuestra tecnología de cámaraspara desarrollar un sistema llamado Safezoneen cooperación con Siemens ITS en el ReinoUnido", dice Stephan von der Nüll, responsablede desarrollar nuevos productos y tecnologíasen Siemens en Konstanz. "Es el primer sistemaque hace posible este tipo de monitoreo de lavelocidad en las ciudades del interior". Safezoneestá casi listo para ser lanzado al mercado.

Seguridad en los Túneles. Una extensión delsistema Safezone se está evaluando actualmen-te dentro del marco de un proyecto que estásiendo realizado por el Ministerio de Educacióne Investigación de Alemania. Aquí, el objetivo es

Independientemente de si se utilizan para leer fechas de vencimiento de productos alimenticios, manejar los

sistemas tarifarios en las carreteras (arriba, derecha) o para hacer cumplir los límites de velocidad en los túneles

leyendo las placas de los vehículos, el reconocimiento óptico de caracteres es ideal para un espectro de usos.

¿Cuál es su definición de inteligenciamecánica?Poggio:La mejor definición fue propuesta por elmatemático británico Alan Turing en 1953. Élpostuló una situación en la cual usted podría hablarcon alguien en una sala diferente. Si esa "persona"fuera realmente una máquina y usted no pudieradecir que es una máquina, usted esencialmenteestaría tratando con una forma de inteligencia.

¿Es el aprendizaje la puerta a la inteligencia?Poggio: Ese es un acto de fe y una afirmaciónrazonable. En términos evolutivos, los primates ylos humanos son los seres menos cableados dela tierra. Los insectos aprenden. Pero gran partede su comportamiento es limitado por laevolución. A los humanos, les toma muchosaños desarrollarse. Por ejemplo, antes de la edadde 10 años, un niño no puede reconocer carastan bien como lo hace un adulto.

En materia de aprender de la experiencia,¿Qué tan importantes son los sentimientos?Poggio:Las emociones son importantes entérminos de explicar el comportamiento humano yel desarrollo de la inteligencia. Dentro del contextode la biología, nuestros sentimientos y suscorrelatos bioquímicos son bastante importantespara el aprendizaje. Dentro del contexto dedesarrollar máquinas que aprendan, creo que lossentimientos y las emociones no son necesariospara el aprendizaje. Pero si una máquina tiene quepasar la prueba de Turing tendrá que ser capaz desimular la inteligencia emocional. Y esto nos lleva aun área gris: un sistema de simulación puede sermuy diferente a una persona; pero si ningunopuede explicar la diferencia, ¿eso debería marcar ladiferencia con nosotros?

¿Cuál es el mayor obstáculo para que lasmáquinas se comporten más como loshumanos, en cuanto a su capacidad deaprender?Poggio:No lo sabemos! Pero creo que hay límitespara que la capacidad de las máquinas se vuelvatan buena o mejor al aprender. Pasará muchotiempo, pero ciertamente no está fuera decuestión. Hasta hace casi 10 años era fácilargumentar que la memoria humana era muchomayor que la de un computador. Pero eso ya no sepuede decir más. Nuestro almacenamiento enmemoria no puede ser mucho mayor que elnúmero de sinapsis del cerebro. Por lo que sitenemos 1011 neuronas, entonces tendríamosaproximadamente 1.000 veces más sinapsis, loque equivale aproximadamente a 1014. Ahora

1014 bits –cien trillones– es mucho, pero ustedpuede comprar un disco duro de un terabyte, elcual tiene aproximadamente 1012 bits –un trillón–por cerca de $50. Las máquinas no están lejos detener la capacidad de computación bruta delcerebro humano. Lo que no hacemos todavía,son los algoritmos para convertir ese poder enalgo que podamos llamar inteligencia.

¿Por qué no? ¿Qué se necesita aquí?Poggio:Hoy no sabemos lo que necesitamoshacer. Si lo supiera, entonces el problema de lainteligencia –probablemente el reto más remotode alcanzar en la ciencia– sería sólo cuestión deingeniería. Creo que el núcleo del problema tieneque ver con la integración de los diferentesaspectos de la inteligencia –visión, lenguaje,sentido común, etc. Pero para descifrar cómo serelacionan entre sí estos elementos,necesitaríamos un esfuerzo en investigaciónbásica que combine los aspectos de laneurociencia, la ciencia de la computación y laciencia cognitiva. Sólo así comprenderemos afondo el problema y podremos movernos haciauna solución.

¿Puede el conocimiento de cómo funciona lacorteza, ayudarnos a desarrollar nuevosalgoritmos de aprendizaje?Poggio: Sí. Si definimos la inteligencia como lacapacidad de pasar la prueba de Turing, que es laprueba de la inteligencia humana, entoncesentender el cerebro humano definitivamente va aayudar. Y la neurociencia está haciendo un buentrabajo para llevarnos allá. Se ha estadodesarrollando a un ritmo exponencial en losúltimos 20 años. Creo que es sólo cuestión detiempo antes de que nuestro conocimiento decómo funciona el cerebro pueda ayudar en áreasde la ingeniería, como la visión de computador yel aprendizaje mecánico.

¿Ha hecho algún trabajo en estos campos?Poggio: Sí. La mayor parte de nuestro trabajo hasido con psicólogos en registrar señales de loscerebros de monos macacos utilizando electrodos.Esto produce información muy precisa porquehace posible registrar información de neuronasindividuales. Así hemos podido producir unmodelo matemático de la corteza visual delmacaco que simula la actividad de aprendizaje decasi un millón de neuronas. Procesamos esto enun programa de computador y lo hemosentrenado –utilizando miles de fotografías– paraque reconozca ocho tipos de comportamientos –colgarse, correr, dormir, alimentarse, etc.– entre

ratones que han sido genéticamente alteradospara que tengan autismo, depresión oesquizofrenia. Simplemente marca uncomportamiento como "colgarse", "correr", etc. enun video e ingresa la duración delcomportamiento en una base de datos estadística.El programa detecta también las transiciones deun comportamiento a otro, los cuales en sutotalidad se suman a un tipo de huella deconducta. Al automatizar este proceso hemospodido relacionar objetivamente elcomportamiento con el genoma.

¿Qué tan exacto es el sistema?Poggio:Hemos comparado el sistema con laproducción de anotadores humanos y hemosencontrado que es igual de bueno o mejor. Ytrabaja 24/7 sin aburrirse!

¿Podrá esta tecnología conducir a sistemasde vigilancia capaces de suministrardescripciones de las actividades humanas?Poggio:En principio, sí. Pero desde luego estesistema necesitará de una inmensa cantidad deentrenamiento. Y los comportamientos humanosson mucho más complicados que los de los ratones.

Ser capaces de mostrarle una foto a unsistema artificial inteligente y obtener unadescripción de lo que está pasando – ¿esalgo en lo que está trabajando también?Poggio: Sí. Pero no hemos llegado allá todavía!Creo que estamos muy cerca de tener sistemasque puedan automáticamente decir lo que hay enun foto, si es un peatón, un carro, un pájaro ocualquier otra cosa. Pero hay cuestiones muchomás complejas, como ser capaces de entender loque la gente está haciendo en una foto. No hayningún computador que pueda hacer algo comoeso hoy. Por lo que es el siguiente reto.

¿Por qué eso resulta tan difícil? Poggio: Los humanos se benefician de unacantidad enorme de conocimiento y experiencia.Sabemos cómo identificar señales que nos dicen,por ejemplo, que una persona está involucrada enuna conversación mientras que otra no. Si ustedpiensa en eso, cuando usted mira una imagen einterpreta lo que está pasando, eso requieremucho más que visión –requiere de inteligencia.

¿Alcanzarán las máquinas ese tipo deinteligencia en 10 años?Poggio: La capacidad de describir el contenidode una imagen será una de las cosas másdesafiantes intelectualmente hablando de todaslas que tenga que hacer una máquina.Necesitaremos otro ciclo de investigación básicapara resolver este tipo de inquietud –de contaruna historia a partir de una imagen. Creo quetendrán que pasar por lo menos 20 años antesde que tengamos este tipo de tecnología.

Entrevista realizada por Arthur F. Pease

Pictures of the Future | Otoño 2011 69

a la Inteligencia

Armados con algoritmos de aprendizaje, virtualmente cualquier sistema altamente complejo se puedediseñar para minimizar sus propios requerimientos de mantenimiento y mejorar su producción. Entrelos ejemplos están el equipo médico avanzado, los sistemas de distribución de energía, las turbinas agas y los parques eólicos.

Amit Chakraborty de CT ha desarrollado un software

de aprendizaje que puede predecir los

requerimientos de energía. El aprendizaje mecánico

podría desempeñar un papel en la expansión de una

red inteligente en Allgäu, Alemania (derecha).

Optimización en el Trabajo

70 Pictures of the Future | Otoño 2011

de energía renovables", dice Chakraborty. "Esa esla razón por la que tenemos que desarrollar méto-dos que le permitan a las compañías de energíahacer una planeación exacta".

Antes de finales de 2011, el nuevo softwareserá evaluado en un proyecto piloto utilizando in-formación sobre el consumo de energía en elmundo real. El objetivo es, primero que todo, es-tudiar los perfiles de uso de energía de los consu-midores. Para ese fin, se recolectará informaciónde millones de clientes utilizando medidores deenergía inteligentes. Los datos suministrarán in-formación sobre la cantidad de energía utilizada ysobre los periodos en los cuales fue usada. Los in-vestigadores de Siemens combinarán lo que ellosaprendan del proyecto piloto con la informaciónmeteorológica y la información de eventos espe-ciales, como las finales de béisbol. Ellos utilizaráneste tesoro de datos sin procesar para desarrollarinformación de entrenamiento para su software.Sus algoritmos podrán entonces crear pronósticosde carta exactos en el corto plazo.

Los pronósticos de carga no son una invenciónnueva. Todo mundo está familiarizado con la cargapico que se presenta durante las festividades, cuandomillones de pavos desaparecen en los hornos. Peroestos patrones muy aproximados se quedan cortosfrente a los requerimientos de un sistema de energía

sostenible. En los EE.UU., las compañías de energíahan confiado por años en los principios del mercado,al momento de manejar las cargas. Si hay muchaelectricidad disponible, el costo se reduce. A la inver-sa, los consumidores pueden realizar compromisoscontractuales para usar menos energía cuando lossuministros son escasos o pagar un mayor precio porella si no lo hacen. Pero los sistemas de "respuesta ala demanda" de este tipo no siempre funcionan a laperfección. Si los consumidores no se comportan deacuerdo a lo esperado, las compañías de energía ten-drán que producir o comprar rápidamente electrici-dad adicional; esto es con frecuencia ineficiente yconduce a mayores emisiones de gases de inverna-dero. "Para prevenir esto, tenemos que ser capacesde predecir cómo se comportarán los consumidoresbajo las condiciones que existen en cualquier mo-mento en particular", dice Chakraborty.

El aprendizaje mecánico podría ayudar tambiéna reducir el costo de ampliar la red eléctrica. Porejemplo, el Dr. Michael Metzger, quien está investi-gando la automatización de las redes de energíapara un proyecto de "red inteligente" avanzado enSiemens (Múnich), ha desarrollado –junto con otrosexpertos de CT– un algoritmo de aprendizaje quecalcula la estructura de la red utilizando las medicio-nes realizadas por sensores. "Con frecuencia, no secontaba con información disponible sobre el núme-

AHollywood le encanta jugar con la idea de ro-bots inteligentes. Sólo pensemos en las máqui-

nas autónomas y no controladas de la exitosa pelí-cula "Transformers". Pero la realidad es diferente. Lamayoría de los aficionados al cine probablementeno saben que los investigadores han hecho ya gran-des avances en darles a las máquinas la capacidadde aprender y actuar por su cuenta –siempre en be-neficio de la humanidad, desde luego.

Este es el tipo de trabajo que se está realizandoen Siemens Corporate Technology (CT) en Prince-ton, Nueva Jersey. Allí, un equipo que trabaja conel Gerente del Programa de Sistemas de Decisiónpor Conocimiento, Amit Chakraborty, está desarro-llando un nuevo tipo de software para las compa-ñías de energía. El software puede aprender los há-bitos de los clientes de energía analizando millonesde registros de datos. Eventualmente, el sistemapodrá hacer pronósticos de manera independien-te de la demanda de energía. En la "red inteligen-te" del futuro, el principal objetivo será reconciliarel consumo de energía con fuentes fluctuantescomo las plantas de energía solar y eólica, porejemplo (Pictures of the Future, Primavera de2011, pp. 17, 20, 22). "Los sistemas de energíasostenibles manejarán entonces la corriente decarga del consumidor para adaptarla a la genera-ción fluctuante de corriente por medio de fuentes

Aprendizaje Mecánico | Aplicaciones Industriales

Pictures of the Future | Otoño 2011 71

Sección transversal de una turbina a gas. Utilizando

redes neurales, los sistemas de aprendizaje pueden

predecir los criterios de operación óptimos de las

turbinas y sus niveles de emisión asociados

(ver más información en la página 54).

putador para identificar estos patrones, al pro-cesar información que no ha sido vista antes.Por ejemplo, cuando el helio criogénico de unescáner de MRI empieza a escaparse se presen-tan cambios muy leves en la temperatura y lapresión. Gracias a los algoritmos deadvertencia temprana, los técnicosde Siemens Healthcare puedenidentificar el problema y reparar elsistema de refrigeración antes deque la máquina falle. Hoy, los equi-pos de mantenimiento de Siemensutilizan este software no sólo paramonitorear más de 3.500 escáneres de MRI sinotambién para realizar mantenimiento preventi-vo. Esta estrategia ha producido como resultadouna reducción de los costos de mantenimientoy reparación de $5.8 millones en un periodo detres años.

650.000 puentes en los EE.UU. El equipo de Rai-leanu desarrolló una solución en colaboracióncon la Universidad Rutgers y su Centro de In-fraestructura y Transporte Avanzado, que estálocalizado cerca de Princeton.

"El sistema utiliza la información de los senso-res en los puentes, los reportes de las inspecciones,la información del clima, la información históricade diagramas de construcción y fotografías paradeterminar de manera independiente la condiciónde un puente", dice Raileanu. "Nosotros examina-

El aprendizaje autónomo puedeaumentar la producción de unparque eólico al equivalente deuna turbina extra.

de esperar que se presenten fallas en equipos cos-tosos como los sistemas de diagnóstico médico, losinvestigadores de Siemens están dando un paso gi-gante hacia adelante.

"Nosotros desarrollamos un programa que pue-de predecir confiablemente cuando una máquinade imagenología de resonancia magnética (MRI) oun sistema de medicina nuclear fallan", dice el Dr.Fabian Mörchen, quien desarrolla sistemas deaprendizaje en el área, desde las oficinas de Siste-mas de Conocimiento & Decisión en Investigaciónde Siemens, en Princeton. El método arranca con elhecho de que hay señales indicadoras en muchasmáquinas que pueden avisar cuando la falla es in-minente. "El truco es identificar estas señales y ha-cerlas visibles", dice Mörchen. Estas señales puedenincluir cambios en las corrientes eléctricas, voltajes,ruidos, vibraciones, presiones y temperaturas.

Las desviaciones de la operación normal sonmedidas por sensores en las propias máquinas.Con base en la información sobre lo que es nor-mal para la máquina, los investigadores y sussistemas de aprendizaje utilizan la explotaciónde la información para filtrar patrones anóma-los. Una vez una serie de patrones se ha correla-cionado con un mal funcionamiento, el equipoque trabaja con Mörchen puede desarrollar al-goritmos que entrenan a un programa de com-

ro o ubicación de las líneas de cobre, tendidas hacealgunas décadas, para suministrarle a los usuarios fi-nales energía", dice él. Para obtener este tipo de in-formación básica sobre las partes ocultas de la redde electricidad, se pueden colocar sensores dentrode la red de cables. Estos suministran informaciónsobre el flujo de corriente y el voltaje en estos sitios.Armados con esta información, es posible determi-nar la estructura de la red. "Esta información le per-mite al operador de la red saber qué tanto voltaje tie-ne su red y dónde está localizado este voltaje", diceMetzger. Siemens está actualmente evaluando el al-goritmo de estimación en parte de la red eléctrica dela compañía de energía Allgäuer Überlandwerke enKempten, en el sureste de Alemania.

Identificando las Señales de Falla. En el seg-mento de servicios, los cambios que el aprendizajemecánico traerá podrían ser revolucionarios. En vez

Uno de los precursores de estos proyectos deinvestigación fue el programa dirigido por el In-vestigador de CT Ciprian Raileanu en Princeton,que fue diseñado para monitorear puentes. Enel momento, el Departamento de Transporte deEE.UU. está buscando una forma de optimizar elmantenimiento y reparación de los casi

mos esta información muy heterogénea para de-terminar patrones", agrega. Con base en estos pa-trones, los algoritmos aprenden qué consecuen-cias podrían derivarse de la convergencia deciertos factores. Por ejemplo, si el puente fue cons-truido en 1976 en una región con fuertes precipi-taciones y tiene vigas de hierro, es muy probable

72 Pictures of the Future | Otoño 2011

En el futuro, Agentes Personales de Energía manejarán el comercio de la energía entre los consumidores y las empresas de energía a través de cajas especializadas

(izquierda), equipadas con software de aprendizaje.

que se hayan formado grietas en los muelles des-pués de 30 años. El Departamento de Transportede EE.UU. ha estado utilizando el programa de mo-nitoreo de puentes desde el 2008.

El programa sirvió también de modelo para unsistema totalmente nuevo que las compañías ferro-viarias de Gran Bretaña y Rusia están utilizando paramonitorear sus flotas de trenes. La información deeste software de aprendizaje viene de sensores envarios subsistemas de los trenes, como los que mo-nitorean los frenos y las puertas, al igual que de loshorarios de los trenes y de los reportes de fallas. Co-nocido como el Ordenador de Servicio Remoto Fe-rroviario (RRSD - Rail Remote Service Desktop), el sis-tema combina toda esta información y calculadónde está cada tren en cualquier momento dado ysi se necesita trabajo de mantenimiento. En la actua-lidad, el RRSD está monitoreando 175 trenes, –y Sie-mens suministra no sólo el software sino tambiénlos componentes de automatización.

Dominando la Complejidad. Las turbinas a gasson otra área de aplicación importante de los siste-mas de aprendizaje –en este caso, aquellos basa-dos en redes neurales (ver p. 54 Pictures of the Fu-ture, Primavera de 2011, p. 97). Estos sistemascrean pronósticos sobre las emisiones y la opera-ción óptima de la turbina en cuestión de segundos.Las turbinas son gobernadas por innumerables in-terrelaciones complicadas que los investigadorespueden, con frecuencia, sólo evaluar a través demétodos estadísticos, porque muchos valores sólose pueden estimar aproximadamente. Las fórmulasmatemáticas tradicionales requieren de cifras exac-tas y, por lo tanto, no son muy útiles en esta investi-gación. Pero para maximizar la vida útil y el rendi-miento de una turbina, minimizando a la vez susemisiones, se deberán evaluar y pronosticar conexactitud los efectos de miles de configuraciones.

Volkmar Sterzing y su equipo de CT que tra-bajan en el Campo de Tecnología de Sistemas In-teligentes y Control Global, de Siemens en Mú-nich, han desarrollado un nuevo método quehace esto posible. Utilizando las llamadas redesneurales, los investigadores pueden representarlos procesos completos de una turbina y así ha-cer pronósticos exactos sobre su producción."Previamente, usted sólo podía obtener una foto

Aprendiendo de los Sonidos – y Ahorrando Mucha Energía

Fundir metal chatarra para convertirlo en

acero en un horno de arco eléctrico es un

proceso caótico. Piezas de metal de varios

pesos, algunas igual de grandes a un carro, se

deslizan mientras son fundidas debajo de tres

poderosos arcos eléctricos. Pero los arcos, que

tienen temperaturas de hasta 10.000 grados

Celsius, fallan a veces en conectarse con la

chatarra fundida, en vez de dirigir su energía

hacia la pared del horno. El ruido en el horno

es ensordecedor. Los arcos generados por los

electrodos de AC trifásica generan

aproximadamente 120 decibeles, es decir más

ruido que un avión jet. Fue precisamente este

ruido el que llevó a pensar al Dr. Detlef Rieger,

gerente de proyecto en el Campo de

Tecnología Global para Pruebas No

Destructivas, en Siemens Corporate

Technology, en Múnich y al Dr. Thomas

Matschullat, quien trabaja en Tecnologías

Metálicas en Erlangen. Los dos científicos

querían saber cómo se podría monitorear y

controlar el proceso de fundición para reducir

su consumo de energía.

Ellos montaron sensores en la pared externa del horno, donde podían medir las ondas sonoras que emanaban

del interior. Adicionalmente, ellos monitorearon continuamente la corriente eléctrica en los electrodos.

"Nosotros combinamos la información de los electrodos con las mediciones de las ondas sonoras. Nuestros

algoritmos calculan luego qué tipo de oscilaciones sonoras son creadas entre los arcos eléctricos y la pared del

horno y, con base en eso, podemos inferir qué está pasando en el horno en cualquier momento dado", dice

Rieger. Durante la fase de fundición inicial, el sistema ya había aprendido suficiente para determinar cómo es

distribuida la chatarra en el horno, suministrando así información sobre si la producción de los electrodos,

individualmente considerados, debía aumentarse o reducirse. Durante la segunda fase de fundición, es crucial

que el desecho resultante del material extraño en la chatarra sea distribuida en la parte superior del metal

fundido, lo más uniformemente posible. Para lograrlo, polvo de carbón es soplado dentro del horno, formando

una capa de espuma de monóxido de carbono. Esta capa aísla los arcos y funde el metal y evita que las paredes

del horno se calienten excesivamente. Esto reduce los requerimientos de energía. Al interpretar la información

de las ondas sonoras, el software mide constantemente si el desecho espumoso es lo suficientemente grueso y

si se dispersa homogéneamente bien, por eso el nombre del proceso, "Manejo del Desecho Espumoso, SIMELT

(por las siglas de su definición en inglés) ". El sistema está siendo utilizado actualmente en dos plantas de acero

en Alemania y en una en Bielorrusia, donde está ayudando a reducir el consumo de energía en 2.3%. "Tomando

una carga típica de 100 toneladas de acero, eso es equivalente a ahorrarse aproximadamente 920 kilovatios

hora, cada hora", dice Rieger. Y lo que es más, las fábricas de acero utilizan hasta 25% menos carbón y emiten

12.000 toneladas menos de CO2 por año.

Katrin Nikolaus

Aprendizaje Mecánico

En ResumenEl futuro le pertenecerá a las máquinas que

sean capaces de aprender. El aprendizajemecánico hace posible recolectar y procesarinformación en un mundo cada vez más complejoy descubrir así posibilidades de optimización.Utilizando redes neurales, los investigadores deSiemens han creado la base matemática dedocenas de sistemas de pronóstico industrial.Estos sistemas son entrenados utilizando miles decasos de muestra. Después del entrenamiento, lossistemas de aprendizaje se pueden utilizar paraaplicaciones complejas –por ejemplo, parapredecir el volumen de ventas, los precios de lasmaterias primas, o la producción de granjas eólicaso de turbinas a gas. Los resultados sonsignificativamente mejores que los obtenidos conlos sistemas convencionales (pp. 51, 52).

Imágenes de órganos humanos y de célulashumanas de biopsias están siendo utilizadas enentrenar sistemas de software para identificar loscontornos de los órganos y reconocer etapas delcáncer. Otros sistemas de aprendizaje estándándole apertura a nuevos métodos dediagnóstico y tratamiento. Estos métodos podrán,por ejemplo, ayudar a los médicos a cuantificar elgrado de depósitos de placa en las arterias ocombinar imágenes de rayos X y de ultrasonidopara mejorar la seguridad de procedimientosmínimamente invasivos (p. 57).

A pesar de más de 50 años de investigación, lavisión continúa siendo uno de los mayores retos alos que se enfrentan los expertos en aprendizajemecánico. Sin embargo, en el futuro, los sistemasde video de Siemens serán capaces, no sólo decrear modelos digitales del mundo visible sinotambién, de interpretar de manera independienteestos modelos para detectar áreas de peligropotenciales (p. 64).

Los sistemas de lectura de textos automatizadosde Siemens han revolucionado el tráfico de correointernacional. Sin embargo, el reconocimientoóptico de caracteres guarda todavía un granpotencial no utilizado. Las aplicaciones adicionalescubren un amplio espectro, que va, desde lalectura de señales y de placas de vehículos, hastacódigos de seguridad marcados en camiones quetransportan sustancias peligrosas (p. 67).

Armados con algoritmos de aprendizaje,virtualmente cualquier sistema altamentecomplejo se puede diseñar para minimizar suspropios requerimientos de mantenimiento ymejorar su producción. Entre los ejemplos están elequipo médico avanzado, los sistemas dedistribución de energía, las turbinas a gas yparques eólicos completos (p. 70).

GENTE:

Pronóstico:

Dr. Hans-Georg Zimmermann, CT

hans_georg.zimmermann@siemens.com

Dr. Volker Tresp, CT

volker.tresp@siemens.com

Aplicaciones Médicas:

Dr. Shaohua Kevin Zhou, CT

shaohua.zhou@siemens.com

Dr. Razvan Ionasec, CT

razvan.ionasec@siemens.com

Aplicaciones de Seguridad / Robótica:

Dr. Gisbert Lawitzky, CT

gisbert.lawitzky@siemens.com

Maneesh Singh, Corporate Research

maneesh.singh@siemens.com

Reconocimiento óptico de caracteres:

Dr. Volker Tresp, CT

volker.tresp@siemens.com

Ingolf Rauh, Mobility

ingolf.rauh@siemens.com

Stephan von der Nuell, Mobility

stephan.vondernuell@siemens.com

Aplicaciones industriales:

Amit Chakraborty, CT

amit.chakraborty@siemens.com

Dr. Michael Metzger, CT

michael.metzger@siemens.com

Dr. Fabian Moerchen, CT

fabian.moerchen@siemens.com

Entrevistas:

Prof. Tomaso Poggio:

tp@ai.mit.edu

Prof. Bernhard Schölkopf:

bernhard.schoelkopf@tuebingen.mpg.de

ENLACES:

Asociación para el Avance de la Inteligencia

Artificial:

www.aaai.org

Asociación Europea de Visión Mecánica:

www.emva.org/cms/index.php

Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes:

www.is.mpg.de

Laboratorio de Ciencias de Computación e

Inteligencia Artificial del MIT:

www.csail.mit.edu

Fundación de Sistemas de Procesamiento de

Información Neural:

http://nips.cc

Pictures of the Future | Otoño 2011 73

Los investigadores de Siemens están actualmente

evaluando el sistema.

instantánea de estos procesos", explica Sterzing."En efecto, nuestro nuevo método nos permitentomar fotos de lo que está pasando antes y des-pués de esa instantánea". Según Sterzing, estemétodo les permite a los investigadores saber,no sólo lo que pasó en el pasado sino también,cómo se desarrollarán los procesos en el futuro.Esta representación dinámica hace posible iden-tificar y hacer la mayoría de los cambios quesean positivos, reduciendo a la vez el impacto deéstos, el cual podría ser negativo y alterar enconsecuencia los planes de mantenimiento.

Los investigadores de CT han aplicado lo que hanaprendido de las turbinas a gas a un campo relacio-nado –la optimización de las turbinas de viento y deparques eólicos completos. Como practicante de re-gatas, Sterzing sabe que para dirigir su bote de lamejor forma posible debe tener presente las olas, lavelocidad del viento y los botes competidores, du-rante cada minuto de la carrera. De lo contrario, noserá posible pronosticar desarrollos futuros ni plane-ar un curso apropiado. Este método lo inspiró a crearun sistema de software para turbinas de viento ba-sado en sensores que miden aproximadamente 10factores, incluida la velocidad del viento, los nivelesde turbulencia, la temperatura y la presión del aire.Algoritmos correlacionan esta información con laproducción del parque eólico para que el softwarepueda aprender de miles de interrelaciones y aplicarsu conocimiento a situaciones novedosas.

Como el sistema aprende diferentes situacio-nes, se comporta cada vez mejor al pronosticar in-dependientemente cuáles configuraciones –comoel ángulo de incidencia de las hojas del rotor o la ve-locidad del generador– se requieren para que la tur-bina de viento genere la mayor producción con elviento disponible. Se ha demostrado que este mé-todo aumenta la producción de la turbina de vientoen casi la mitad de un punto porcentual. Esto pare-ciera no ser mucho, pero un parque eólico grandetiene un impacto importante. Pruebas en la granjaeólica Lillgrund en Suecia, durante los últimos seismeses, han demostrado que, gracias a la capacidadde aprender de manera independiente de sus pro-pias acciones –el llamado aprendizaje autónomo–el parque ha podido aumentar su producción en elequivalente a una turbina adicional.

Katrin Nikolaus

74 Pictures of the Future | Otoño 2011

Cuando el Dr. Thomas Friese de Siemens Healthcare se para en frente de un monitor

en su laboratorio en Erlangen y hace movimien-tos rotatorios con sus manos extendidas, la esce-na trae a colación el papel interpretado por TomCruise en la película Minority Report. En la panta-lla frente a él, un modelo en 3D de un tórax em-pieza a girar. Tan pronto como Friese deja de mo-ver sus manos, la imagen deja de girar también.Aunque está parado a dos metros del monitor, élcambia el tamaño del campo de la imagen mo-viendo cuidadosamente su mano derecha de iz-quierda a derecha en el aire. El Dr. Friese navega através de una serie de imágenes, como si estuvie-ra en su teléfono inteligente –con un movimiento

de barrido de su mano derecha. Esta forma deutilizar gestos sin hacer contacto con nada estáprevista para permitirle a los cirujanos, en el futu-ro, seleccionar imágenes radiológicas en la salade operaciones o para cambiar la forma en queéstas son presentadas, sin tocar el monitor ni te-ner que dejar la mesa de operaciones.

"Algunos de los cambios más grandes en la tec-nología médica de hoy están pasando a la prácticaquirúrgica", dice Michael Martens, encargado dedesarrollo comercial en cirugía de Siemens Health-care syngo. Martens se está refiriendo en particu-lar al aumento sustancial de procedimientos míni-mamente invasivos, que están caracterizados porpequeñas incisiones y que son fáciles de realizar en

el paciente. Mientras el cirujano está realizandouna operación "convencional" realmente ve los ór-ganos o huesos relevantes una vez éste ha realiza-do la incisión, el método mínimamente invasivoproduce como resultado pérdida de información,que la imagenología médica ayuda a compensar.Para prepararse para una operación, los cirujanosrevisan por lo tanto no sólo los hallazgos del radió-logo, sino que empiezan visualizando y discutien-do imágenes de exploración médicas reales delexamen previo.

A los cirujanos les gusta también remitirse aestas imágenes durante la operación. El accesoconveniente a esta información mejora los proce-dimientos quirúrgicos comunes al igual que el

Pictures of the Future | Reconocimiento de Gestos

Los cirujanos pronto estarán utilizando gestos manuales para navegar a través de imágenes digitales oincluso modificarlas durante una cirugía. Esto les permitirá acceder a imágenes y archivos másrápidamente sin comprometer los procedimientos estériles. Lo que hace todo esto posible es la últimatecnología de las consolas de videojuegos.

En Buenas Manos

Gracias a la tecnología de la consola de juegos

modificada, los cirujanos pronto podrán

manipular imágenes simplemente moviendo

sus manos. Abajo: Pruebas en Siemens

Healthcare en Forchheim, Alemania.

Pictures of the Future | Otoño 2011 75

manejo de las posibles complicaciones. Como re-sultado, el número de salas de operación queofrecen este tipo de pantalla en la cercanía inme-diata de la posición del cirujano, está creciendocontinuamente. Pero esto crea también un pro-blema: el cirujano tiene que abstenerse lo máxi-mo posible de tocar cualquier objeto o dispositivodiferente al paciente y a los instrumentos quirúr-gicos, con el fin de eliminar riesgos concebiblesde infección. Para eliminar cualquier riesgo de in-fección, sin embargo, el cirujano tendría quecambiarse todas sus prendas después de cadacontacto con cualquier dispositivo quirúrgica-mente irrelevante, como una pantalla táctil leja-na, y esto prolongaría mucho el tiempo del pa-ciente en cirugía y bajo anestesia.

Tecnología Xbox en la Sala de Cirugía. La ma-nipulación sin contacto de pantallas, por mediode control de voz, no es práctica para la mayoríade interacciones complejas que se requieren conlas imágenes médicas. Este método requeriríaque otro miembro del equipo estuviera presto atransmitir los comandos de voz del cirujano. Estapersona tendría que estar en la sala de cirugía,aumentando así potencialmente la presencia degérmenes, incrementando también los costos. Ylo que es más, en este escenario el cirujano no se-ría capaz de manipular las imágenes intuitiva-mente, sino sólo por representación.

Ahora, sin embargo, expertos de Siemens Healthcare han encontrado una solución –en laindustria de los videojuegos. "Cuando Microsoftintrodujo su tecnología Kinect, nosotros inmedia-tamente nos dimos cuenta del potencial que te-nía el reconocimiento gestual en la cirugía", diceFriese. Kinect es utilizado en la nueva consola dejuegos Xbox 360 de Microsoft, donde su tecnolo-gía puede reconocer e interpretar los movimien-tos de los jugadores.

En el corazón de Kinect está la tecnología Pri-meSensor de PrimeSense, una empresa con sedeen Tel-Aviv, Israel. En este sistema, una fuente deluz infrarroja proyecta un patrón de punto infra-rrojo invisible dentro de la sala. Cualquier personau objeto que esté en ese espacio distorsiona elpatrón de punto. Un sensor infrarrojo mide el pa-trón de punto distorsionado, y luego el softwarecompara los valores medidos con un patrón de

referencia interno y calcula la distancia de cadapunto desde la fuente de luz –encontrando loque se denomina el "valor de la profundidad". Ki-nect incluye también una cámara de video quegraba una imagen a color de la sala. El valor de laprofundidad es asignado a cada punto relevantede la imagen del video. Esto le permite al sistemacalcular una nube de puntos tridimensional, querepresenta la estructura espacial del espacio foto-grafiado. El sistema utiliza modelos de probabili-dad para distinguir las personas individualmentedentro de esta nube de puntos. Los puntos inmó-viles no representan personas y son ignoradospor el sistema.

El software de reconocimiento de movimien-tos del Xbox 360 está diseñado para identificarlos movimientos rápidos delcuerpo de los jugadores –nolos movimientos lentos peroprecisos de la mano que el ci-rujano utilizaría para manipu-lar una imagen en la pantalla."Con esto en mente, reprogra-mamos la técnica de medicióny mejoramos la precisión delsistema", informa el Dr. Georg von Wichert, quieninvestiga el control de sistemas inteligentes enSiemens Corporate Technology.

Para reconocer los gestos, el sistema debe pri-mero identificar la mano del usuario como partede la nube de puntos. El sistema selecciona unazona sensible entre el monitor y el usuario. "No-sotros empezamos con la suposición de que si algoresalta de la nube de puntos dentro de esta zonaes una extremidad, como un brazo", explica vonWichert. El software calcula entonces dónde estálocalizada la mano en el extremo de esa extremi-dad, y hacia qué lugar de la pantalla está apuntan-do. Luego, el sistema mide el ancho de la macho.Durante un gesto como separar los dedos, el obje-to en movimiento es virtualmente "aprehendido"en la pantalla. Luego un simple movimiento de lamano es todo lo que se necesita para navegar através de una pila de imágenes. Para cambiar el ta-maño del campo convertido en imagen, el ciruja-no mueve ambas manos lejos la una de la otra.

Le tomó sólo cuatro meses a Friese y a von Wi-chert completar su prototipo inicial. Ellos recibie-ron apoyo de Microsoft, empresa que había pues-

to a su disposición las interfaces del Kinect parasu sistema operativo Windows. Esto les permitióa los investigadores hacer uso de la informaciónde la función de reconocimiento de personas delsoftware, para sus cálculos. "Nosotros estamosrealmente fascinados con la forma predecible yconfiable como funciona el sistema resultante",dice Martens.

El sistema se centra en la zona en la cual reco-noce los gestos manuales, e ignora los movi-mientos que tienen lugar por fuera de ese espa-cio. De esta forma el sistema no es confundidopor el movimiento de una enfermera que se en-cuentre cerca del cirujano mientras le pasa a ésteun instrumento.

Los planes buscan que el prototipo migre del

laboratorio a la sala de cirugía en el futuro cerca-no. De hecho, cirujanos en dos hospitales euro-peos, en España y Ámsterdam, están planeandoevaluar el sistema a finales de 2011 bajo condi-ciones semi-reales –aunque desde luego, todavíano en pacientes.

En la siguiente fase, los ingenieros de Sie-mens están planeando programar un sistema decontrol de gestos que le permite al cirujano atra-par virtualmente y mover un objeto en el moni-tor, y luego liberarlo nuevamente. Esto le permiti-rá al usuario manipular imágenes en 3D muchomás intuitivamente de lo que sería posible con elcontrol convencional, con el ratón. Se espera queel sistema terminado se interconecte con otrossistemas del hospital, incluido los archivos deimágenes y los registros electrónicos de los pa-cientes. Mientras realiza una operación, el ciruja-no podrá mirar los valores de la sangre del pa-ciente rápidamente, por ejemplo. "El sistema leda al cirujano un fácil acceso a todo un universode información útil, y eso significa que puedeayudar a mejorar el resultado.

Michael Lang

La nueva tecnología utiliza luzinfrarroja para convertir losmovimientos de la mano delcirujano en comandos.

76 Pictures of the Future | Otoño 2011

2035 – La escasez de recursos ha sido un problema para la economíamundial por años. En respuesta, las empresas están utilizando elmáximo de materiales reciclados y alternativos posible. De otra

forma sería imposible ofrecer productos asequibles. En búsqueda deestas metas, las empresas requieren con frecuencia la ayuda de

analistas de sustitución como Maurice Lavell –a quien no le da miedooperar en los límites de lo permisible.

Menos es Más

Destacados79 Los Límites del Crecimiento

La población de la tierra está creciendo–y eso significa también demanda deenergía y de productos para losconsumidores. El desarrollo de losprecios de las materias primas, como elpetróleo y los metales, estádemostrando ya el impacto de laescasez de recursos. Lo que se necesitaahora son soluciones eficientes queestablezcan un balance entre elsuministro, la demanda y la protecciónmedioambiental.

81 Mejoramiento de la EficienciaIndependientemente de si se trata deedificios, productos o los procesos parafabricarlos, la eficiencia se ha vueltocríticamente importante a medida queescasean cada vez más los recursos y elcambio climático es evidente. Lasherramientas desarrolladas porSiemens pueden ayudar. Páginas 81, 86, 90, 98.

84 Contabilidad del Uso de los Recursos

La Huella Ecológica deberá convertirseen un indicador tan importante deldesempeño como lo es el productointerno bruto, dice el Dr. MathisWackernagel, Presidente de la Red deHuella Global.

100 Alternativas en ConstrucciónSiemens está realizando investigaciónen materiales alternativos y en métodosde reciclaje sofisticados, con el fin deabordar los retos asociados con laescasez global de recursos.

104 Azúcar, Petróleo y Mentes Inventivas La sed de energía de Brasil ha inspiradola imaginación de los ingenieros delpaís, cuyas innovaciones técnicas hanmejorado la eficiencia y la estabilidaddel sistema de suministro de energía.

2035El experto en sustitución Maurice Lavell ha sido

comisionado por el fabricante de autos Wheel-E

para analizar la composición de los materiales

de un nuevo vehículo eléctrico rival. Se dice que

el nuevo modelo ofrece la mejor retribución a la

inversión en su clase –gracias a la combinación

óptima de materiales reciclados y de

alternativas de materias primas como litio y

tierras raras, las cuales son cada vez más

escasas y por lo tanto, más costosas.

Uso Eficiente de los Recursos | Escenario 2035

Puedo entender por qué ellos me llamaronaquí, a este parqueadero oscuro y desértico

de la planta, en la mitad de la noche –ahora queveo el vehículo frente a mí, en toda su gloria.Aparentemente, lo que estoy mirando es un hitoen el desarrollo de vehículos eléctricos; un carrode alta gama por el mejor precio. Al menos eso eslo que el fabricante dice. De cualquier forma, estanoche comprobaré si esa afirmación es verdad.

Maurice Lavell es mi nombre. Trabajo parauna empresa llamada Henry Poiret en Nueva York– una agencia que fue creada hace 20 años conla misión de optimizar balances ecológicos. Hoy,es la líder en el mercado mundial en identifica-ción del potencial de reciclaje y de sustitución de

Pictures of the Future | Otoño 2011 77

materiales. Les ofrecemos a nuestros clientes unservicio muy especial. Independientemente de sise trata de productos pequeños como cepillosdentales eléctricos, trenes de alta velocidad com-pletos, o –como el caso de hoy, carros eléctricos–analizamos los prototipos de productos hasta laúltima tuerca y tornillo. Al hacerlo, podemos, porejemplo, determinar si los costos de manufacturase pueden reducir y cómo. Una forma de alcanzaresta meta es utilizar el máximo material reciclableposible. Otra es emplear alternativas que valganmenos que los costosos materiales convenciona-les. Sin importar el método, el objetivo es siem-pre garantizar que ni la calidad del producto ni eldesempeño del mismo sufran como resultado.

Nuestro negocio fue transformado en unamina de oro hace cinco años, cuando la escasezde recursos finalmente impactó el mercado contoda su fuerza y los precios de materiales como elcobre, el litio y el aluminio llegaron al tope. Peroincluso esas cosas son gangas en comparacióncon las tierras raras. Por lo que ahora, entre ma-yor sea la cantidad de materiales reciclados o al-ternativos que se utilicen, mayor será su ventajacompetitiva. Los fabricantes de todo tipo de co-sas y de todas partes del mundo están ahora ha-ciendo cola para hacer negocios con nosotros, ydifícilmente podremos con todo ese trabajo.

Uno de nuestros primeros contactos vino deuna asociación industrial que quería que desarro-

En 1972 el Club de Roma –un centro de in-vestigación que se fundó en 1968 y que to-

davía está muy activo en el mundo de la políti-ca internacional –publicó su influyente informeLos Límites del Crecimiento, en el cual recono-cidos economistas y pensadores como el Dr.Dennis L. Meadows ponderaron el futuro de laeconomía mundial. Su conclusión fue que si lapoblación del mundo continúa creciendo almismo ritmo, y junto con ella la industrializa-ción, la contaminación medioambiental, la pro-ducción de alimentos y la explotación de los re-cursos naturales, entonces los límites absolutosdel crecimiento en la tierra se alcanzarían den-tro de los siguientes 100 años.

Pronto le llovieron críticas de todas partes. Elrenombrado economista Dr. Thomas Sowell, porejemplo, etiquetó el informe como quizás el pro-nóstico más falso emitido en la historia actual.Sin embargo hoy, casi 40 años después de la apa-rición de Los Límites del Crecimiento, la afirma-ción que hace, y las de las publicaciones siguien-tes, son más relevantes que nunca.

Para empezar, la evidencia del cambio climáti-co nos dice, desde ya, que nuestra política energé-tica no es para nada sostenible. Muchas figurasdel mundo de los negocios y la política han asumi-

78 Pictures of the Future | Otoño 2011

lláramos un procedimiento para la producción enmasa de polihidroxibutirato, que es un plásticoproducido utilizando una bacteria púrpura cono-cida como Paracoccus denitrificans. La bacteriarealiza esta hazaña convirtiendo los carbohidra-tos extras en ácidos grasos y luego enlazándolosen cadenas moleculares largas. Nosotros utiliza-mos nuestros computadores de alta potenciapara ajustar algunos parámetros en un bioreactorvirtual hasta que fuimos capaces de aumentar laestabilidad del plástico. El resultado de nuestrotrabajo fue un material que se puede producir encualquier cantidad deseada. Puede incluso reem-plazar a los metales en algunas aplicaciones. Esteéxito nos hizo famosos de la noche a la mañana.

El plástico se puede utilizar en una ampliagama de aplicaciones. Por ejemplo, cada tranvíade nueva generación de hoy tiene un alto por-centaje del polímero verde incorporado a su es-tructura. El resto del tranvía está compuestoprincipalmente por materiales que son total-mente reciclables –gracias a los sofisticados mé-todos de reciclaje que han sido desarrollados ypatentados por mi equipo para un gran númerode sustancias.

Pero sigamos con el ejemplo del tranvía.Nosotros utilizamos un método de evaluaciónespecial que nos permitió reducir los costos deoperación del tranvía en casi totas las principa-les ciudades europeas al equiparlos con bateríastipo sándwich extremadamente eficientes.Como resultado de este desarrollo, los tranvíaspueden recorrer grandes distancias sin la nece-sidad de una línea elevada. Estos pueden operartambién autónomamente hasta que regresenpara recargar sus baterías en la noche. Natural-mente, esto se hizo utilizando electricidad defuentes renovables –y por lo tanto sin produciremisiones de CO2– la cual es particularmentebarata en la noche.

No hace falta decir que tuvimos que buscarmateriales alternativos para las baterías. No fuesorprendente entonces que el litio tuviera mu-cha demanda –y por lo tanto fuera muy costo-so– después de que los vehículos eléctricos em-pezaron a dominar la escena. De hecho,recibimos una solicitud de Naciones Unidashace pocos meses para encontrar una alternati-va. Con suerte, habíamos puestos nuestro nue-vo computador cuántico a operar pocas sema-nas atrás; de lo contrario habría sido muy difícilsatisfacer esta petición. En el curso de sólo unoscuantos días, el software sofisticado del compu-tador virtualmente construyó y simuló cientos

de miles de electrodos con diferentes combina-ciones metálicas hasta que encontramos unamezcla cuyas propiedades se aproximaban bas-tante a las del litio.

Sospecho que este material alternativo ha pro-bablemente encontrado camino en las bateríasque accionan el lujoso coche que tengo al frente.Lo cual me lleva nuevamente al trabajo de hoy.

Se supone que tengo que revisar el E-StonBoiteaux, que según E-Captions –su fabrican-te– ofrece la mejor retribución de la inversiónen el mercado. Hasta ahora, esa ha sido la afir-mación sin desafíos de Wheel-E, que es el prin-cipal competidor de E-Captions en el segmentode precios de los vehículos. Por lo tanto no re-sulta tan sorprendente que Wheel-E me pidieraque le echara un vistazo al nuevo carro y quedemostrara que E-Captions está haciendo unaafirmación falsa. Para este trabajo en particular,estoy utilizando papel-e plegable especialmen-te desarrollado y que me permite analizar lacomposición material del vehículo. Wheel-Etransfirió la información en 3D del carro eléctri-co al papel. La compañía pudo hacerlo gracias auna ley que estipula que a los competidores se

les permite demandar estainformación si hay una sos-pecha razonable de que al-guien podría estar violandolas reglas de la sana com-petencia. Sensores ópticosy un software inteligentecomparan mi campo y án-

gulo de visión con la información virtual. Estole permite a la pantalla mostrar una seccióntransversal del punto exacto contra el cual es-toy sosteniendo el papel. La información mate-rial contenida en los datos del vehículo es luegocomparada en tiempo real con la base de datosen nuestras oficinas y analizada.

De alguna manera tengo la sensación de queno le tomará mucho tiempo para obtener un re-sultado. A primera vista, parece que E-Captionsha hecho un buen trabajo. Por ejemplo, se utilizóla cantidad correcta de hierro para reducir el con-tenido de cobalto en la batería. El magneto sin-crónico del motor del eje de las ruedas contieneuna combinación perfectamente mezclada deneodimio, hierro y boro, lo que reduce significati-vamente los costos, suministrando aún suficienteenergía para garantizar que la potencia del motorno se reduzca. Parece también que todos los ma-teriales estadísticamente irrelevantes han sido re-emplazados con polímeros verdes, y que todo elmaterial restante ha sido reciclado.

Aquí, entre nosotros: Wheel-E verá reducidosu trabajo en el futuro. En mi opinión, su velocí-pedo eléctrico rival está adelantado al tiempo. Loúnico que podría ajustar, sin embargo, es la cabi-na. Más específicamente, creo que soy el único alque se le debería permitir sentarse en ella.

Sebastian Webel

Entre mayor sea la cantidad demateriales reciclados o alternativosque se utilicen, mayor será su ventajacompetitiva

Pictures of the Future | Otoño 2011 79

No sólo los suministros de agua potable escasean,

también las reservas de petróleo y metales

(izquierda), razón por la cual las necesidades de

energía de la población en crecimiento están

haciendo que los precios de los productos aumenten.

ción, donde el mejoramiento del aislamiento tér-mico y el uso de bombas de calor pueden reducirdramáticamente la energía requerida para finesde calefacción (ver p. 92).

El objetivo de estos esfuerzos es, no sólo mini-mizar las emisiones de dióxido de carbono sinotambién, reducir el uso de materias primas. La re-ducción inminente de los recursos naturales, y elaumento de los precios asociados –sea del petró-leo, gas, carbón o de los metales– fue una de laspredicciones del Club de Roma que ahora amena-za con convertirse en realidad.

En el 2010 la Unión Europea identificó comocrítico el problema del acceso a 14 minerales ymetales (entre éstos; antimonio, berilio, cobalto yalgunas tierras raras) que son cruciales para la fa-bricación de productos para el consumidor, tantode alta tecnología como cotidianos.

¿Tres Veces la Demanda de Hoy en el 2050?¿Estrangulará el crecimiento la escasez de recur-sos? En la actualidad, el crecimiento parece de-senfrenado. El Programa Medioambiental de Na-ciones Unidas (UNEP) advierte que el consumoanual de minerales, metales, combustibles fósilesy de biomasa está previsto que aumentará a 140billones de toneladas en el 2050, casi tres veces

el de hoy (ver p. 82). Detrás de este aumentoestá proyectado un crecimiento de 2.3 billonesde la población mundial y un aumento de la clasemedia en muchas economías antes emergentes.Este desarrollo generará una enorme demandade computadores, vehículos, ropa y energía.

Además, como el Dr. Mathis Wackernagel,Presidente de la Red Huella Global- un centro depensamiento internacional establecido en Oa-kland, California-señala en una entrevista (per p.84), la raza humana está viviendo ya por encimade sus posibilidades. "Aunque los avances tecno-lógicos han aumentado la biocapacidad, esta ex-pansión ha sido mucho más lenta que el aumen-to de la demanda de recursos por parte de loshumanos", dice él. "Estimamos que estamosusando ahora la naturaleza un 50% más rápidode la velocidad con la que podemos regenerarla".

"El interrogante es si el aumento masivo denuevos bienes y servicios producirá como resulta-do un colapso ecológico o si podrá ser dirigidohacia un futuro sostenible", escribió Ralf Fücks,Presidente de la Fundación Heinrich Böll, en unreciente artículo en el semanario alemán Die Zeit.En últimas, el problema es si el crecimiento eco-nómico se puede desligar de su dependencia derecursos no renovables, permitiéndole por lo tan-

do ahora este reto –como se evidencia, por ejem-plo, en el boom actual de la energía renovable,particularmente de la energía eólica. Aquí la prio-ridad debe ser aumentar la producción de energíapor medio de ingeniería inteligente y, así mismo,automatizar la producción de parques eólicos parahacerlos más costo eficientes (ver p. 91).

Al mismo tiempo, los ingenieros están traba-jando para mejorar la eficiencia de las plantas deenergía operadas con combustibles fósiles, comocarbón y gas, y reducir así nuestro consumo deestos recursos. El récord mundial de la eficienciaen este campo lo tiene actualmente una instala-ción de ciclo combinado en Irsching, Bavaria, quese convirtió en la primera planta de energía enconvertir el 60.75% de la energía del gas en elec-tricidad (ver p. 96).

Gracias a herramientas de desarrollo especia-les y a métodos analíticos particulares, que com-binan la compatibilidad medioambiental máximacon el alto desempeño económico, ahora es posi-ble diseñar plantas industriales grandes y com-plejas de forma tal que requieran cada vez menoselectricidad. El resultado son niveles cada vezmás bajos de emisiones nocivas (ver pp. 81, 86).

Un ejemplo adicional de estos esfuerzos sepuede encontrar en la industria de la construc-

Uso Eficiente de los Recursos | Tendencias

Los Límites del CrecimientoA medida que la población mundial crece, así lo hace también su hambre de recursos como petróleo ymetales, elevando en consecuencia sus precios. Con el fin de reconciliar la oferta y la demanda, con lanecesidad de proteger el medio ambiente, Siemens está desarrollando soluciones que requierenmenos uso de materias primas para estimular el crecimiento económico.

"De hecho, para compañías como Siemens, laescasez de materias primas es tanto un retocomo una oportunidad", concluye Kux. Esta es larazón por la que la escasez está creando un ma-yor incentivo para desarrollar soluciones que nosólo reduzcan el impacto de los cuellos de botellade los suministros y del aumento de los preciossobre la compañía, sino que también beneficienel medio ambiente, haciendo operaciones de ne-gocios más eficientes y reduciendo significativa-mente el consumo de recursos naturales. Y en unmundo que está gradualmente llegando a los lí-mites de crecimiento, estas soluciones se tradu-cen en una ventaja competitiva que no se deberásubestimar. Finalmente, con el fin de suspendertotalmente los límites del crecimiento, sería nece-sario establecer una economía sofisticada basadaen el reciclaje. Trenes que son casi un 95% recicla-bles –como los que está construyendo Siemensen Viena (ver p. 88) – son un espectacular ejem-plo de cómo este tipo de economía podría algúndía convertirse en realidad.

Sebastian Webel

80 Pictures of the Future | Otoño 2011

to a la economía crecer de una manera que sea lomás sostenible posible. Conseguir esto, segúnFücks, requerirá, de otra parte, "barreras ecológi-cas políticamente definidas, que estén basadasen las cargas máximas tolerables de los diferentesecosistemas" y, por otro lado, acción de parte del

sector corporativo para desarrollar las solucionestecnológicas y los procesos medioambientalmen-te compatibles que se requieran para minimizarla dependencia de materias primas, cada vez másescasas y cada vez más y más costosas.

Siemens, por ejemplo, ha estado haciendoesto durante años, especialmente con los pro-ductos y sistemas de su Portafolio Medioambien-tal. Estos se extienden desde el campo de la ener-

utilizar imanes de alto rendimiento en las turbi-nas de viento, para producir carros eléctricos sinla necesidad de tierras raras, para reemplazar elcostoso cobre por aluminio más barato, y para re-emplazar las materias primas convencionales conbiopolímeros renovables sin sacrificar la calidad

ni el desempeño. Mientras que los investigado-

res en CT se han fijado así mis-mos la meta de proteger a Sie-mens lo máximo posible de laescasez futura de materias pri-mas, el trabajo de las personasen el negocio de manejo de la

cadena de suministro de la compañía, es evitar elaumento de los precios y los cuellos de botellaentre los casi 90.000 proveedores a nivel mundialde la compañía.

"El monitoreo del mercado es una herra-mienta crucial aquí", dice Barbara Kux, miembrodel Consejo de Administración de Siemens AG yJefe de Sostenibilidad. Kux es responsable tam-bién del manejo de la cadena de suministro de

producción y por lo tanto nuestros precios decompra", explica Kux. Siemens está utilizando ya su Programa de Efi-ciencia Energética para Proveedores (EEP4S)para identificar y explotar el potencial de aho-rro de energía (ver p. 99). Sin embargo, la com-pañía está buscando dinamizar la producción alo largo de toda la cadena de valor con la ayudade un programa llamado SPS@Suppliers (ver p.98). Cada año, la Oficina de Sostenibilidadotorga premios de sostenibilidad a los provee-dores especialmente eficientes. Esta prácticatiene también el beneficio de motivarlos a sus-cribir los dos programas.

"La naturaleza de los programas en sí debe sersuficiente motivación para participar", dice Kux.Para el análisis final, si los proveedores puedenahorrar energía, reducir los tiempos de produc-ción y simultáneamente mejorar la calidad, laproductividad y la sostenibilidad, esto no sólomejora sus credenciales verdes sino que tambiénreduce sus costos de producción y por lo tanto loshace más competitivos.

gía renovable hasta redes de energía inteligentes,sistemas de ferrocarriles ahorradores de energía,plantas industriales y electrodomésticos, los cua-les en su totalidad ayudan a los consumidores aoperar de una manera sostenible. Al mismo tiem-po, la compañía es escrupulosa respecto a mini-mizar los recursos utilizados por sus propios ne-gocios. Tomemos, por ejemplo, las actividades delos investigadores en el campo de materiales ymanufactura en Siemens Corporate Technology(CT). Un miembro del grupo es el Dr. ThomasScheiter, quien dirige el campo de tecnología glo-bal Sustitución de Materiales y Reciclaje.

"Tan pronto como la disponibilidad de unamateria prima se hace crítica, es nuestro trabajodesarrollar alternativas tecnológicas", dice Schei-ter (ver p. 100). "Esto incluye el desarrollo de mé-todos de reciclaje totalmente novedosos para larecuperación de materiales como tierras raras ytungsteno". Adicionalmente, los expertos en efi-ciencia están continuamente identificando el po-tencial de mejoramiento de las tecnologías exis-tentes. Esto incluye, por ejemplo, ideas para

Siemens. "Tenemos un departamento que pro-duce análisis de mercado y pronósticos, y por lotanto estamos constantemente en contacto conlos últimos desarrollos del mercado. Eso nosayuda a planear con antelación y con seguridad,y a identificar los volúmenes de oferta y produc-ción con anticipación a cualquier aumento delos precios", dice ella. Para evitar cuellos de bo-tella en los suministros, Siemens crea tambiénconsorcios con otras compañías con el fin depoder negociar derechos de materias primasdesde una posición de fortaleza. "Recientemen-te completamos charlas con compañías minerasde Australia que nos garantizarán el acceso atierras raras", dice Kux.

Llevando a Bordo a los Proveedores. Otrasmedidas diseñadas para aumentar la sostenibili-dad del negocio incluyen ayudar a los proveedo-res a mejorar su propia eficiencia. "Al esforzarnospor ayudarle a nuestros proveedores a realizar al-gunas de sus operaciones más eficientemente,los ayudamos también a reducir sus costos de

"Para compañías como Siemens, laescasez de materias primas es tantoun reto como una oportunidad".

Las turbinas a gas natural de alto rendimiento (izquierda) utilizan el gas más eficientemente que cualquier otra forma de generación de energía. Reciclar los trenes ayuda

a conservar los recursos.

Pictures of the Future | Otoño 2011 81

Uso Eficiente de los Recursos | Análisis Medioambientales

En vista del cambio climático y de la escasez de recursos, las soluciones ecológicas van endemanda creciente. Pero ¿qué significa realmente "ecológico" y cuándo las estrategias ecológicastienen sentido económico? Siemens ha desarrollado un procedimiento de evaluación pararesponder estas preguntas: el Análisis Eco-Care.

El punto naranja indica una excavadora

equipada con un motor de AC, que se

caracteriza por mayor utilidad y resultados

más medioambientalmente compatibles,

en comparación con los motores diesel.

Prácticamente toda compañía ofrece "solucio-nes ecológicas". Pero ¿cuándo esta etiqueta

realmente significa algo? Muchas compañías res-ponden esta pregunta empleando métodos ana-líticos como la huella de carbono y las evaluacio-nes del desempeño medioambiental, que tomanen cuenta el impacto de un producto dentro delcontexto de su ciclo de vida completo –desde laadquisición de las materias primas hasta el dise-ño, uso y disposición.

Las evaluaciones del desempeño medioam-biental son también una parte importante delmanejo del ciclo de vida del producto (PLM) enSiemens Industry Solutions. Los sistemas PLM al-macenan y manejan a nivel central toda la infor-mación sobre el producto, desde su concepciónhasta su disposición. Pero eso no fue suficientepara el Prof. Dieter Wegener, Jefe de Tecnologíade Siemens Industry Solutions. "Una solución re-almente ecológica debe ser tanto medioambien-talmente, como económicamente beneficiosa",dice él. "Estas dos características no son de ningu-na manera mutuamente excluyentes".

Para respaldar esta perspectiva, Wegener ne-cesitó contar con un procedimiento estandariza-do y científico que combinara las evaluacionesdel desempeño ecológico con los análisis de loscostos de capital y operativos. Él halló un sociocompetente para este proyecto en la Universi-dad Técnica de Dinamarca (DTU) en Copenha-

¿Cuándo lo Ecológico es Realmente Ecológico?

gue. "Su experiencia en evaluaciones medioam-bientales es impresionante", dice Wegener. "Lo-gré incluso que el proyecto se iniciara el día quevisité la universidad".

Análisis Exhaustivo. La sociedad ha resultadoen un método sofisticado llamado Análisis Eco-Care. "Nuestro trabajo fue incorporar la compati-bilidad medioambiental en el análisis", dice el Dr.Stig Irving Olsen de la DTU. "Por ejemplo, tuvimosque determinar cómo serían afectadas las emisio-nes de una instalación industrial por el uso de di-ferentes materiales o la instalación de un sistemade control electrónico". Siemens abordó los pro-blemas de productividad –factores como: de quémanera los cambios en el proceso podrían afectarlos costos de los materiales, el uso de la energía olos gastos en personal y disposición.

Estos cálculos complejos condujeron a la crea-ción de la Matriz Eco-Care, una herramienta deapoyo a las decisiones que representa gráfica-mente los resultados y que tiene en cuenta lasconsideraciones del impacto medioambiental,junto con los factores económicos. El análisis ba-sado en esta herramienta se puede entender cla-ramente a simple vista.

El centro de la matriz de la herramienta con-tiene siempre un punto de referencia compara-tivo que se deriva de las tecnologías tradiciona-les. El eje “y” muestra la compatibilidad

medioambiental de la nueva solución con res-pecto al punto de referencia. Este valor combi-nado incluye, aunque no se limita a CO2, dióxi-do de azufre, óxidos de nitrógeno y emisionesde polvo, al igual que agua, energía y uso de re-cursos naturales. El eje “x” muestra el beneficiopara el cliente, expresado como un cambio enel sistema de costos. Si el nuevo producto o so-lución está a la derecha del punto de referenciay por encima de éste, el beneficio para el clien-te será mayor y el impacto medioambiental me-nor. El tema es, por lo tanto, objetivamente"ecológico" según lo definido por Wegener."Hemos estado utilizando el Análisis Eco-Careen Industry Solutions desde el 2009, y ahora esobligatorio para todas las soluciones ecológicasque la División ofrece", reporta él.

Una de las primeras aplicaciones de la MatrizEco-Care fue el análisis del Simetal Corex Process,un procedimiento innovador desarrollado porSiemens VAI Metal Technologies para hacer plan-chas de hierro. El proceso produce planchas dehierro directamente a partir del carbón y el metalhierro, que obvia el coque y las plantas de sinteri-zación, convierten el carbón y el metal en coquey lo sinterizan en los hornos de explosión conven-cionales. En otras palabras, el proceso se pasa poralto dos etapas que consumen grandes cantida-des de energía y producen emisiones. La MatrizEco-Care demostró que la técnica mejoraría la

Excavadora Eléctrica

-1-1 -0,5 0 0,5 1

-0,5

0

0,5

1Motores de CA sin engranaje:22 % Mejor compatibilidadMedioambiental22,2 % costos más bajos

Beneficio Medioambiental

Beneficio para el cliente

Referencia

82 Pictures of the Future | Otoño 2011

Según los estimativos de la ONU, la población mundial

aumentará en aproximadamente 2.3 billones; para un

total de 9.3 billones de personas en el 2050 –y la mayor

parte de ese crecimiento se dará en los países en desarrollo

y en los mercados emergentes. ¿Cómo se puede manejar

este crecimiento poblacional sin sobrecargar los recursos

de nuestro planeta? La experiencia ha demostrado que el

crecimiento poblacional y el aumento de la afluencia han

estado casi siempre acompañados por un aumento en el

consumo de recursos y de energía.

Sin embargo, con base en el concepto de "huella ecológi-

ca", el uso de los recursos de la humanidad ya es un 20% más

alto que la capacidad de la tierra para proveerlos (ver p. 84). El

Programa Medioambiental de Naciones Unidas (UNEP) emi-

tió, por lo tanto, una advertencia en su informe del 2010 de

que si el crecimiento económico continúa determinando el

consumo de recursos de la forma como lo hace hoy, los seres

humanos consumirán 140 billones de toneladas de minera-

les, metales, combustibles fósiles y biomasa anualmente en el

2050, lo cual es casi tres veces más alto que el índice actual.

Esa es la razón por la que el principal reto al que se enfrenta el

planeta hoy radica en desacoplar el uso de recursos del creci-

miento económico y reducir el uso de recursos en general.

"Eco-suficiencia" es el término utilizado para describir el estilo

de vida y el sistema económico que le pondría fin al uso exce-

sivo de bienes, materias primas y energía. El concepto fue des-

arrollado por el Dr. Wolfgang Sachs, Jefe de la oficina de Berlín

del Instituto Wuppertal para el Clima, el Medio Ambiente y la

Energía en Alemania.

Hacer la transición necesaria no será fácil. La demanda

de petróleo, por ejemplo, sigue siendo incontrolada, y se-

gún la Agencia Internacional de Energía, el consumo de pe-

tróleo sólo en China aumentará un 70% entre el 2009 y el

2015, cuando el país consumirá el 42% del petróleo mun-

dial. La situación con el acero es similar.

Un reciente análisis realizado por Pricewaterhouse-Coo-

pers (PwC) determinó que la creciente urbanización e in-

dustrialización en los mercados emergentes hará que la

producción anual de acero aumente, pasando de cerca de

un billón de toneladas a 2.3 billones de toneladas al año,

entre ahora y el 2020, punto en el cual el aumento empe-

zará a reducirse. El agua potable es ahora también un re-

curso escaso: el consumo en China será el doble en el

2030, según un estudio realizado por la Asociación Alema-

na de Fabricantes Eléctricos y Electrónicos (ZVEI). Y lo que

es más, las reservas de agua subterránea en el norte de Chi-

na se agotarán en 30 años.

Aunque el uso global de recursos continuará aumen-

tando, ahora hay algunas indicaciones de un desacople re-

lativo del crecimiento económico y del producto interno

bruto (PIB) del uso de recursos. Esto significará que la eco-

nomía podría crecer más rápidamente que el impacto me-

dioambiental, según lo definido por la Comisión Europea.

Si, de otra parte, el impacto medioambiental se mantuviera

estable o realmente se redujera cuando las economías se

Uso Eficiente de los Recursos

Desacoplando el

compatibilidad medioambiental en un 30% y re-duciría los costos en por lo menos 5%.

Este pronóstico demostró ser exacto, razónpor la que Shanghai Baosteel Group, la segundamultinacional más grande de China como fabri-cante de hierro y acero, puso su segunda instala-ción Corex en operación en marzo de 2011. Estasdos unidades Corex hacen parte de una fábricaen Luojing, cerca de Shanghai –y es sólo graciasal proceso Corex que la gigante del acero pudocumplir con los límites estrictos de emisiones deShanghai. El proceso reduce las emisiones de CO2

en casi una tercera parte, en comparación con loshornos de explosión convencionales. Los óxidosde nitrógeno y las emisiones de polvo son 90%menores y las emisiones de dióxido de azufre sehan reducido en un 97% –mientras que los cos-tos de operación de la instalación se han reduci-do en casi un 10%.

La Matriz Eco-Care ha demostrado tambiénser exitosa en el sector minero, donde los camio-nes utilizados en la minería de cielo abierto con-sumen grandes cantidades de diesel y las gran-des excavadoras son operadas con la electricidadproveniente de plantas de energía cercanas. Losgases de escape de los motores y las emisionesde las plantas de energía impactan el medio am-

biente, mientras que el combustible y la electrici-dad son también los principales factores del costoen la mina. En otras palabras, estos sitios seríanideales para el Análisis Eco-Care, especialmenteporque el concepto Simine de Siemens cubre so-luciones para los camiones y las excavadoras.

Simine TR, por ejemplo, es un concepto de unsistema de accionamiento para camiones volque-ta de trabajo pesado –vehículos gigantes que pe-san más de 300 toneladas. Un sistema electróni-co de energía (Tecnología IGBT) garantiza que elmotor de corriente alterna (AC) eléctrico–dieseldel camión opere óptimamente, lo cual reducebastante las pérdidas por transmisión y cambios.El análisis ha demostrado que la compatibilidadmedioambiental del sistema es 11.6% mayor, encomparación con el sistema de referencia con unmotor diesel. Los costos operacionales fueron 7%más bajos. De hecho el uso de combustible porhora del nuevo sistema de accionamiento se re-dujo de 400 a 350 litros.

La evaluación de la Matriz Eco-Care del SimineDRAG fue incluso mejor. Simine DRAG es un con-cepto para motores AC sin embrague en excava-doras de dragado –vehículos que halan un cubolibremente suspendido en un aguilón a través dela tierra o de las rocas, con el fin de extraer el ma-terial. La clasificación de alta eficiencia de esta so-lución de Siemens la hace 22% más medioam-bientalmente compatible, en comparación con elmotor DC que sirve como referencia, reduciendoa la vez los costos de electricidad en 22%.

Eco-Care para Todos. Muchos otros productoshan sido identificados como "ecológicos" por laMatriz Eco-Care. Entre algunos ejemplos, estánlos sistemas de accionamientos diesel-eléctricoseficientes para barcos de pasajeros y carga, y con-troles energéticamente optimizados para los fil-tros eléctricos, que son utilizados para tratar losgases de escape en instalaciones industriales yplantas de energía. La matriz ha demostrado seruna herramienta importante para Industry Solu-tions –una que les permite a los clientes ver nosólo una solución medioambientalmente amiga-ble sino también la utilidad económica que ofre-ce. Wegener quiere ahora introducir la MatrizEco-Care en todo Siemens. "La principal fortalezade Eco-Care es claramente su versatilidad", diceél. "Independientemente de si se trata de bombi-llos, carros o plantas de acero– la matriz se puedeutilizar para todo. Puede incluso analizar la tra-yectoria logística de A hasta B; simplemente nohay límites". El mismo Wegener se aseguró deque así fuera. "Pudimos haberle puesto una mar-ca registrada a Eco-Care, pero finalmente decidi-mos no hacerlo", dice él. "Cualquiera que la deseela puede tener. De hecho, muchas partes intere-sadas del exterior de la compañía me preguntanpor Eco-Care, y yo les explico el concepto base yles ayudo a implementar el sistema".

Nils Ehrenberg

El proceso Corex reduce los costos en 5%

aumentando la compatibilidad

medioambiental en 28%.

En Qué Posición Está el Corex

-1-1 -0,5 0 0,5 1

-0,5

0

0,5

1Solución Corexmedioambientalmenteamigable (UE): 28% mejorcompatibilidadmedioambiental, 5%menores costos.

Beneficio Medioambiental

Beneficio para el cliente

Referencia

expanden, el resultado sería el llamado "desacoplamiento

absoluto". La OECD ha determinado que las naciones del

G8 se han sometido a este tipo de desacoplamiento hasta

un grado limitado desde 1980. Canadá, Alemania, Japón e

Italia han podido desacoplar su cifra de consumo absoluto

de recursos, del crecimiento del PIB.

Este desacoplamiento relativo es principalmente el re-

sultado de una mayor productividad de recursos –es decir

del PIB en relación con el consumo local de materiales

(DMC). Esta relación mide la cantidad de materias primas

utilizadas directamente para la actividad económica. Por

ejemplo, la Comisión Europea informa que la productividad

de recursos en las naciones del EU-27 aumentó de €1.21 a

€1.31 por kilogramo (de materia prima) entre el 2000 y el

2007. En otras palabras, menos materias primas como

combustibles fósiles, biomasa o minerales metálicos fueron

necesarios para generar un euro del PIB en el 2007. El de-

sarrollo de la productividad de recursos en los EE.UU. ha

sido similar, aumentando de €1.19 por kilogramo en el

2000 a €1.32 en el 2005.

Sin embargo, la productividad de recursos en Asia varía

enormemente, según el Instituto de Investigación Europa

Pictures of the Future | Otoño 2011 83

Muchos países de la EU muestran un desacople relativo del uso de recursos del PIB. Más prosperidad, con frecuencia, se traduce en más consumo.

Las naciones del BRIICS consumen la mayoría de los minerales metálicos y consumirán también más

petróleo, gas y carbón en el 2020.

Sostenible (SERI). Mientras que Singapur generó €0.87 de

producción económica por kilogramo de consumo de mate-

rias primas en el 2005, y Corea produjo €0.65; China, India,

Malasia e Indonesia fueron mucho menos eficientes en ma-

teria de recursos (menos de €0.29/kg). Según este método

de medición, la Unión Europea es 4.5 veces más eficiente en

materia de recursos que China. Una razón para esto es que

los mercados emergentes han creado industrias e infraes-

tructuras que son intensivas en materiales y energía, mien-

tras que las naciones industrializadas han estimulado, fuerte-

mente, industrias menos intensivas en materia de recursos

como el sector de servicios y la industria electrónica.

La Unión Europea (EU) ha declarado que su intención es

desacoplar el uso de recursos del crecimiento económico

para el 2020 en una iniciativa dentro del marco de su estrate-

gia Europa 2020. El objetivo aquí es conseguir un crecimien-

to medioambientalmente compatible introduciendo, por

ejemplo, incentivos para estimular el uso más eficiente de los

recursos; creando nuevos mercados, estimulando la deman-

da de tecnologías, productos y servicios medioambiental-

mente amigables; y gravando el consumo de recursos y la

contaminación medioambiental.

En general, no hay ninguna fórmula segura en materia

de implementar estrategias para el crecimiento medioam-

bientalmente amigable. La prioridad principal es, cierta-

mente, formular políticas económicas que permitan este

tipo de crecimiento. China, por ejemplo, anunció en su 12º

Plan para Cinco Años (2011 al 2015) que aumentará su in-

versión en tecnologías más eficientes, reciclaje y manejo de

basuras. El gobierno chino planea también reducir el con-

sumo de energía y las emisiones de CO2 en 16% y 17% por

unidad del PIB, respectivamente. Entre otras cosas, esto se

logrará con el uso cada vez mayor de energía de fuentes re-

novables, las cuales deberán representar el 11% de la pro-

ducción total de energía en el 2015, y el 15% en el 2020.

Sylvia Trage

Comparación de la Riqueza y el Uso de RecursosUso de los recursos en elsistema métrico, toneladaspor habitante y año

1

10050 1.000 10.000 100.000

10

100

ÁfricaAsia / PacíficoEuropaLatinoamérica y El CaribeNorteaméricaAsia Occidental

Ingreso per CápitaAfghanistan

SomaliaGhana

Congo

EgiptoMalí

EtiopíaMyanmar

India

China

JapónBielorrusia

Georgia

Nueva ZelandaAustralia

Malta

EspañaAlemania

Dinamarca

Gran BretañaUcrania Panamá

Chile

UruguayParaguay

Haití

México

Puerto Rico

USACanada

Yemen

ArabiaSaudita

Kuwait

Katar

Marruecos

GuineaEcuatorial

Sudáfrica

R2 = 0.60

Niveles Relativos de Productividad de RecursosTasa de Crecimiento medio anual de DMC(%)

BIP (%)-410 2 3 4 5 6 7 8 9

-2

0

2

4

6

8

10

12

MT

ITDE

NL UK

PT DK ATFI

ES CYIE BG

SKGR

PLCZ

HU

EU-27

EE

Rumania como ejemplo: DMC seincrementó en un 10%, PIB en 6%

DMC: Consumo de Materiales DomésticosPIB: Producto Interno Bruto

Lithuania: PIB se increment un 9%, DMC en5% (DMC se incrementó menos que el PIB)

Beispiel Luxemburg: DMC sinkt um 2% pro Jahr

No desacoplamiento

Relativo desacoplamiento

Absoluto desacoplamiento

LT

FR BE

SE

SI

RO

LU

LV

Demanda de las Categorías Importantes de Materias Primas por los Principales Grupos Económicos entre 1980 y 2020

01980

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Miles de millones de toneladas métricas

Fuen

te: O

ECD

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ERI (

2006

), M

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S M

FA B

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del

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ien

na

2002 2020 BRIICS = Brasil, Rusia, India, Indonesia, China y SudáfricaOECD = Los 34 países de la OECD, ROW = Resto del Mundo

Minerales metálicos

+ 200%

+ 81%

+ 68%

+ 114%

Combustibles Fósiles

Biomasa

Minerales no metálicos

% cambio 1980-2020 Anteil in 2002 (%) Anteil in 2020 (%)

RoW 32 30 OECD

BRIICS38

RoW 34 27 OECD

BRIICS39

RoW 31 29 OECD

BRIICS40

RoW 33 23 OECD

BRIICS39

RoW 2044

OECD

BRIICS36

RoW 27 38 OECD

BRIICS35

RoW 33 29 OECD

BRIICS38

RoW 19

55OECD

BRIICS

26

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01

1)

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| Datos y Pronósticos

Consumo de Materias Primas del Crecimiento Económico

84 Pictures of the Future | Otoño 2011

El Dr. Mathis Wackernagel48, es el fundador y Presidentedel centro de investigaciónGlobal Footprint Networkthink tank,(laboratorio deideas), cuya sede está enOakland, California, y tieneoficinas en Ginebra y Bruselas.Mientras escribía sudisertación, desarrolló la ideade la "huella ecológica" juntocon su asesor de tesis, elProfesor William E. Rees.Wackernagel recibió undoctorado honorífico de laUniversidad de Berna en el2007 y ha sido profesorvisitante de la UniversidadCornell en Ithaca, Nueva York,desde el 2011. Entre loshonores que ha recibido seencuentra el Premio Skoll alEspíritu Empresarial Social(2007) y el Premio ZayedInternacional por el MedioAmbiente (2011).

¿Por qué Estamos Destruyendo la Riqueza

¿Qué es la Huella Ecológica?Wackernagel: La Huella Ecológica es unaherramienta de contabilidad para rastrear lasdemandas en la naturaleza. Mide la cantidad detierra y de agua que una persona, ciudad, país otoda la humanidad utilizan para atender suconsumo. Nosotros comparamos este valorHuella con la biocapacidad existente –en otraspalabras, con la "granja" global o regionalcompuesta por tierras de cultivo, pesca, praderasy bosques. Los resultados demuestran quehemos estado viviendo por encima del límite denuestros medios, por así decirlo, desde mediadosde los años 70's. Aunque los avancestecnológicos han aumentado la biocapacidad,esta expansión ha sido mucho menor que elaumento de la demanda humana de recursos.Estimamos que estamos utilizando ahora lanaturaleza un 50% más rápido de lo que lanaturaleza puede regenerarse. Hoy hay 1.8hectáreas de tierras biológicamente productivaspor cada ser humano del planeta, pero cada unode nosotros utiliza 2.7 hectáreas, en promedio, anivel global.

Usted ha dicho que un americano utiliza 8.0,un ciudadano hindú 0.9 y un ciudadano chino2.2 hectáreas. ¿Qué significan estas cifras?Wackernagel: Si todos en el planeta tuviéramoslos mismos hábitos de consumo de losamericanos, necesitaríamos más de cuatrotierras. Usted mismo puede hacer el cálculo: 8.0hectáreas globales de Huella divididas por 1.8hectáreas de biocapacidad global. Incluso sitodos nosotros consumiéramos como los chinos,la tierra no sería lo suficientemente grande parasustentar esa Huella. Los hindúes se enfrentan a

un dilema porque ellos necesitan relativamentepoco, pero su país tiene sólo la mitad de labiocapacidad que ellos utilizan. Además, ¿cuántabiocapacidad queremos dejar para todas lasespecies de plantas y animales salvajes denuestro planeta?

¿Cuál es su método para los cálculos?Wackernagel: Es sencillo. Digamos que el caféde George Clooney viene de Guatemala, el trigopara alimentar los pollos que él se come, deIowa, y el algodón para sus prendas viene deNueva Zelanda. Él utiliza pedazos y partes de lanaturaleza de todo el mundo. Para medir suHuella, necesitamos responder estas preguntas:‘ ¿Qué tan grandes son los campos para cultivarlos granos de café, el algodón y los cereales queGeorge Clooney consume? Los cereales incluyen supan y el alimento para los pollos que él se come.‘ ¿Cuántos bosques se necesitan para aislar lasemisiones de dióxido de carbono de lacalefacción y el aire acondicionado de sus casas,carros, etc.?‘ ¿Cuánta tierra ocupa su casa y cuál es suparticipación en la tierra de calles y parques?Nosotros convertimos todas esas cifras enhectáreas globales y las sumamos –y ahí está laHuella de George Clooney.

¿Qué quiere decir usted con "hectáreasglobales"?Wackernagel:Cada hectárea es diferente. Sóloconsideremos las diferencias entre una taigaescasa y una granja muy productiva. Para hacer lascomparaciones necesitamos convertir unahectárea determinada en una hectárea con elmismo valor de productividad. Es como laconversión de una moneda, y en este caso nuestramoneda es la "hectárea global". Es el equivalente auna hectárea biológicamente productiva con laproductividad mundial promedio.

¿Cuáles son las fortalezas de este concepto?Wackernagel: Es fácil imaginarnos granjas ybosques. Usted puede verlos, sentirlos y olerlos.Las discusiones de la sostenibilidad son absurdas siuno no se pregunta "¿Cuánta naturaleza tenemos,y cuánta utilizamos?" Muchas discusiones tienenlugar en el vacío y como si no hubierarestricciones físicas. Nosotros medimos esasrestricciones utilizando aproximadamente 6.000puntos de datos por año y país, que obtenemosde las oficinas estadísticas de la ONU. Esto nospermite producir un balance detallado.

Uso Eficiente de los Recursos | Entrevista

Tierra de Bosques

Tierra de Cultivos

Tierra de Pastoreo

PescaTierra Urbana

Fuente: Ministerio del Medio AmbienteNueva Zelanda

Huella de Carbono

Más Rápido de lo que Podemos Crearla?

¿Y cuáles son sus debilidades?Wackernagel:Desde luego éstas se puedenmejorar, pero nuestros métodos de contabilidadhan sido evaluados por más de 12 gobiernos. Nuestros resultados fueron confirmados y sonreproducibles. Naturalmente, la Huella –al igualque el Producto Interno Bruto (PIB) – no escompletamente exacta. Pero si los países laaplicaran tan seriamente como aplican el PIB,podríamos refinar los cálculos de alguna manera.Hay supuestamente 7.000 personas trabajandoen los cálculos del PIB en Francia. Nuestraorganización tiene sólo ocho investigadores para200 países. La Huella mide sólo un aspecto ynecesita ser complementada con otrosparámetros de medición, como la salud, lasescalas de satisfacción de las personas y lasdimensiones económicas de la sostenibilidad,como la deuda y la inflación.

¿Qué significa cuando la gente dice queahora necesitamos 1.5 tierras?Wackernagel: Tomemos los pronósticos másmoderados de la ONU, que predicen uncrecimiento lento de la población, mayoresganancias de producción en la agricultura y unadescarbonización importante. Incluso si esteescenario se pudiera alcanzar, necesitaríamostodavía más de dos tierras en el 2030. Es irrealpensar que podemos seguir sobregirandonuestra "cuenta Tierra" por mucho más tiempo.Si lo hacemos, la tierra quedará sobrecargada, yla biocapacidad se reducirá significativamente. Elcambio climático no es el único problema aquí;lo es también la deforestación, la escasez deagua y la pérdida de tierra cultivable. El resultadopodría ser la escasez de alimentos, inseguridadenergética e inestabilidad. La vida continuará,

Pictures of the Future | Otoño 2011 85

desde luego, como ocurre hoy en Haití ySomalia. Pero ¿no queremos vivircómodamente?

¿Y hay soluciones para este dilema?Wackernagel: Sí, las hay –y podríamos llenarlibros con ellas. Pero la pregunta real es:¿Realmente las queremos? Estamos sentados enun bote con una gran grieta y diciendo: "Hasta quela gente de los otros botes no repare sus grietas,no vamos a reparar las nuestros tampoco".

¿Debemos definir la prosperidad con baseen criterios distintos a la riqueza material?Wackernagel:Un crecimiento económico que seamás rápido que la capacidad de la naturaleza deregenerar las cantidades de explotación y de saqueo–nos hará más pobres. No estamos abogando porsocavar la economía. Por el contrario, instamos a laseconomías a que se centren en mantener o inclusoexpandir nuestra riqueza. Es que estamosdestruyendo la riqueza más rápidamente de lo quepodemos crearla. Si tomamos en serio el límite de350 ppm de CO2para el cambio climático,necesitamos admitir que ya estamosdesbordándolo. Ya hemos dejado pasar las mejoresoportunidades para reversar las tendencias.

¿Qué quiere decir con eso?Wackernagel: Si hubiéramos empezado atomar medidas en 1972, probablementeseríamos capaces de cubrir nuestrasnecesidades de suministro de energía concombustibles renovables. Podríamos haberreversado el crecimiento poblacionalestimulando oportunidades iguales para lasmujeres del mundo. Podríamos tener ciudadesmás compactas y todos los hogares altamente

eficientes en materia de energía o inclusoneutrales frente al carbono.

¿Cómo reaccionaron las ciudades y lospaíses a sus estudios?Wackernagel:Algunos han escuchado elmensaje y se han vuelto más proactivos. LosEmiratos Árabes Unidos, por ejemplo, estánpensando de manera futurista porque estáninvirtiendo sus ingresos del petróleo en vez desimplemente gastarlos. Abu Dabi incluso hizo susoporte financiero para el contingente de Dubáisobre la introducción de normas de eficienciaenergética más estrictas. Ellos están mirandotambién la Huella. Otros que miran nuestroscálculos se han puesto a la defensiva y tratan depelear con nosotros. Pero si un ingeniero calculaque un puente está muy débil y que necesita demás vigas, nadie le dice a él que sea más optimista.

Describa su visión del año 2050.Wackernagel:Yo soy ingeniero, por lo que veooportunidades. La necesidad de ciudades máscompactas y de mayor inversión en oportunidadespara las mujeres sigue siendo alta. Así se reduciráel consumo, y el crecimiento de la población.Podríamos reformar también el sistema deimpuestos; a la energía y utilizar el ingreso paraestimular la innovación y la sostenibilidad. Con lasinnovaciones correctas, podríamos llegar a unavida maravillosa en el 2050 –dentro delpresupuesto de la naturaleza. Este escenariorequerirá que la Huella Ecológica tenga la mismaposición del PIB. En la actualidad, estamos en unavión cuyo piloto ha tapado la válvula decombustible en vez de llenar el tanque. Decidausted mismo el sentido que esto tiene.

Entrevista realizada por Hülya Dagli

Huella de las Naciones per CápitaHectáreas globales por persona

0USA0,90

Alemania0,88

PromedioGlobal

China0,64

India0,50HDI

HDI = Índice de Desarrollo Humano (HDI) de la ONU

2

4

6

8

10

Anatomía de la Huella Ecológica del Hogar AlemánPromedio por Categoría Principal de UsoHuella ecológica de los hogares*

0Comida Hogar Transporte Bienes de

ConsumoServicios

0.20.40.60.81.01.21.41.61.8Zonas urbanizadas

Tierra para alimentos, textiles, maderaHuella de CarbonoBiocapacidad mundial (1.8 ha/persona)

Zonas urbanizadasBosquesPescaTierras cultivablesHuella de Carbono

(p. ej. las áreas debosques necesitanaislar la cantidad deCO2 emitida de laquema de combusti-bles fósiles

Izquierda: la Huella Ecológica secorrelaciona con los indicadoresde la prosperidad, como el Índicede Desarrollo Humano (HDI). Unvalor del HDI de más de 0.67indica "un alto grado dedesarrollo humano", que hastaahora ha significado también unnivel alto de consumo derecursos naturales.

Derecha: la Huella Ecológica delos hogares alemanes incluye latierra biológicamente productivay el agua que necesitamos parasatisfacer las demandas en cincocategorías.

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* en Héctareas Globales por persona

Uso Efectivo de los Recursos | Desarrollo Sostenible

Las instalaciones y los productos de Siemens deberán tener el mínimo impacto medioambientalposible. En los últimos 18 años, una norma integrada ha establecido guías que los desarrolladoresdeben observar. Como resultado, lo que es bueno para el medio ambiente, lo será también para elresultado final.

Normas como la SN36350 le ayudan a Siemens a hacer

sus productos medioambientalmente compatibles

pero efectivos –incluidos los escáneres de TC y las

plantas de aglomeración de emisiones

extremadamente bajas (opuesto).

La protección medioambiental ha desempe-ñado un papel destacado en Siemens en 40

años. "Ha habido una oficina de Protección Me-dioambiental central en Siemens desde 1971",dice el Dr. Wolfgang Bloch, jefe del departa-mento. Su misión es hacer los productos lo másmedioambientalmente compatibles posible. Pero¿qué garantiza que la planta consuma la menorcantidad de recursos posibles, que un productono contenga ninguna sustancia peligrosa, y queel reciclaje funcione?

La respuesta es suministrada por la SN36350, una norma interna de Siemens que re-gula los Productos e Instalaciones Medioam-bientalmente Compatibles. La norma es de obli-gatorio cumplimiento para todos losdesarrolladores de Siemens. La primera ediciónde esta norma, que se redactó en 1993, pro-vocó un intenso debate en Alemania en su mo-mento sobre el requerimiento de que fabrican-tes y proveedores recuperaran los dispositivoselectrónicos viejos. En primer lugar, la norma secentraba principalmente en las sustancias inde-seadas o prohibidas. Sin embargo, prontoquedó claro que el diseño más sencillo posiblees el factor clave de éxito de cualquier esfuerzode reciclaje. Entre menos materiales y compo-nentes individuales contenga un producto, másfácil será reutilizar sus materiales.

Punto de Referencia de la Eficiencia

"Los recursos y la eficiencia energética se hanvuelto más importantes en los últimos años", diceBloch. La norma sirvió incluso como base para laIEC 62430 (Diseño Medioambientalmente Cons-ciente de Productos Eléctricos y Electrónicos), quefue expedida en el 2009 por la Comisión Electro-técnica Internacional. Según Bloch, esta norma noes de obligatorio cumplimiento, pero refleja la úl-tima tecnología a nivel mundial. No había nadacomparable a ésta antes de 2009, pero hoy nu-merosas compañías aplican la norma. "Siemensfue pionero en el diseño de productos medioam-bientalmente compatibles", dice Bloch.

La SN 36350 incluye principios para la mani-pulación de materiales peligrosos y empaquesmedioambientalmente compatibles, al igual quela Declaración de Productos Medioambientales.Otros elementos importantes son la lista de 20ítems con guías para el diseño de productos me-dioambientalmente compatibles y 12 normas re-lacionadas con las plantas –los cuales en su totali-dad toman en cuenta el ciclo de vida completo.Según la norma, los desarrolladores deberán tra-bajar para garantizar que se genere el menor nú-mero de desechos posibles y que se utilicen ma-teriales reciclables o materias primas renovables.Adicionalmente, los productos deberán ser fáci-les de reparar, tener una vida de servicio larga yser fáciles de desmantelar.

Las plantas de producción se deberán cons-truir también utilizando materiales medioam-bientalmente compatibles. Estas deberán gene-rar el mínimo de ruido, de gases de escape y dedesechos, y ser apropiadas para la adaptación."Los desarrolladores deberán interiorizar estosprincipios para obtener lo máximo de ellos", diceJohann Russinger, Funcionario Medioambientalde Siemens Healthcare. Estos deberán considerartambién el programa, el presupuesto, los requeri-mientos de calidad y la función del producto, ra-zón por la cual Siemens Healthcare ha adaptadola SN 36350 a los requerimientos específicos delos dispositivos médicos y la ha integrado com-pletamente a su proceso de desarrollo.

Este método sistemático ha producidocomo resultado historias de éxito notables,como el escáner de tomografía computarizada(TC) Somatom Definition Flash. En el mercadodesde el 2009, es el único escáner sin fuentesde rayos X y dos detectores. Esto facilita la utili-zación del escáner en los pacientes. Los exá-menes cardíacos toman menos de un se-gundo, por ejemplo. Esto hace mucho másfácil examinar a niños pequeños y a bebés por-que elimina la necesidad de colocarlos bajonarcosis total mientras son examinados. "Elmodelo previo, el Somatom Definition, ganó elPremio Medioambiental de Siemens", informa

86 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Otoño 2011 87

Russinger. "Incluso nos sorprendimos de quese le pudieran hacer más mejoras".

Los objetivos medioambientales concretos sedefinieron en la etapa de planeación. Para el So-matom Definition Flash, estos objetivos se ocupa-ron de la dosis de radiación, el consumo de energíay las sustancias peligrosas. Por ejemplo, el nuevomodelo fue diseñado para utilizar considerable-mente menos plomo que su predecesor. El equipode desarrollo del escáner cumplió los tres objeti-vos. Por ejemplo, la dosis de radiación para el exa-men cardíaco se redujo en 70%. Se emplearon unsinnúmero de trucos para poder cumplir con esto.Por un lado, el cuerpo es escaneado muy rápida-mente. Las fuentes dobles de rayos X, que se pue-den operar incluso con diferentes espectros, mejo-ran enormemente la calidad de la imagen sinaumentar la dosis de radiación. Y el escáner es acti-vado por el ECG, lo que significa que registra sus

El reciclaje es también crucial. "El 97% de losmateriales pueden ser reutilizados", dice Russin-ger. Para facilitar separarlos limpiamente, los ma-teriales son registrados y las piezas plásticas sonmarcadas precisamente. Hasta el 60% de los ma-teriales son reutilizados en nuevos aparatos. Rus-singer admite que estos factores medioambienta-les no desempeñan un papel decisivo en lasdecisiones de los clientes; después de todo, lo másimportante en medicina es un buen diagnóstico."Pero estos aspectos se están volviendo muy im-portantes. Con dos dispositivos equivalentes, elconsumo de energía puede afectar las decisio-nes", dice él. El menor uso de recursos puede sertambién ventajoso en términos de los costos detransporte y de requerimientos de espacio.

Reduciendo las Emisionesen 90%. Las medidas de pro-tección medioambiental bienplaneadas traen tambiénventajas económicas. Tome-mos la nueva tecnología detratamiento de los gases deescape de Siemens VAI MetalTechnologies en Linz, Austria, por ejemplo. Juntocon voestalpine Stahl, el equipo dirigido por el Dr.Alexander Fleischanderl en Siemens Industry So-lutions tuvo éxito en reducir las emisiones peli-grosas de una planta de sinterización en más del90%, ahorrando a la vez energía, un logro quefue honrado con el Premio Medioambiental deSiemens de 2011.

Las plantas de sinterización son un compo-nente importante de las fábricas de acero. Allí esdonde el hierro finalmente molido es quemado yfundido en pedazos más grandes –sinterizado,como dicen los expertos– antes de ser llevado alhorno de explosión. Los gases de escape de laplanta de sinterización contienen numerososcontaminantes: dióxido de azufre, óxidos de ni-trógeno, material particulado, metales pesados ycompuestos orgánicos. Para reducir estas emisio-nes, los desarrolladores combinaron dos tecnolo-gías innovadoras en el 2005.

Primero, utilizaron la recirculación de los ga-ses de escape para reducir su volumen en másdel 40%. La porción más caliente de los gases deescape es devuelta a la planta. El monóxido decarbono y los demás contaminantes de los ga-ses de escape, como las dioxinas, son sometidosa combustión durante el segundo paso a travésde la planta, y parte del dióxido de azufre y delmaterial particulado son ligados a la capa sinte-rizada. La recirculación de los gases de escapeayuda también a ahorrar energía porque los ga-ses de escape están ya calientes y no tienen queser precalentados con aire, como es usual. Esoreduce también la cantidad de gases de escape,los cuales necesitan posteriormente ser dejadoslibres de contaminantes remanentes en un reac-tor especial.

Los desarrolladores optaron por "procesos se-cos", los cuales, contrario a los procesos de lim-pieza de gases convencionales, no requieren deagua. Este método no sólo reduce el consumo deenergía; limpia también los gases de escape másefectivamente porque combina múltiples pasosdel proceso, incluida la filtración, la absorción y larecirculación del material particulado. "Las emi-siones son más bajas en un factor de 10 en com-paración con los procesos húmedos", informa Ro-bert Neuhold, gerente del ciclo de vida delproducto en Siemens VAI.

Las medidas de protección medioambientalles retribuyen a los clientes. Se realizó un análisisutilizando la Matriz Eco-Care, la nueva herra-mienta de protección medioambiental relacio-nada con los productos, que tiene en cuenta fac-

imágenes durante exactamente aquellas fraccio-nes de segundo en las cuales el corazón apenas semueve. La dosis de radiación es también reguladainteligentemente. Las áreas sensibles como la tiroi-des y el seno femenino no son expuestas a nin-guna radiación directa, y el software de análisismejorado reduce aún más la dosis.

El consumo de energía descendió junto con lareducción de la dosis. Dependiendo del tipo deexamen, el escáner utiliza entre 45% y 85% me-nos energía que su predecesor. Los desarrollado-res no pudieron eliminar completamente la pro-tección de plomo porque el metal pesado esnecesario para proteger a los pacientes contra lairradiación de los rayos X innecesaria. Ellos tuvie-ron éxito, sin embargo, en reducir parte delplomo en la protección de rayos X utilizandobronce, reduciendo el contenido de plomo de5.26 a 1.45 kilogramos.

tores económicos y medioambientales (ver p.81). Los hallazgos demuestran que para que unaplanta produzca 2.8 millones de toneladas métri-cas de sinterizado al año, los costos son reducidosen €5 millones por año, en comparación con lacifra de la tecnología de tratamiento de los gasesde escape convencional.

Bloch y sus colegas están trabajando constan-temente para refinar la norma SN 36350. "Esta-mos ahora en el proceso de integrar las guías esta-blecidas en la norma al proceso de gerencia delproyecto", dice él. Adicionalmente, en el futuro losdesarrolladores de Siemens contarán con entre-namiento basado en la Web –para garantizar quela protección medioambiental esté tan integradaen sus mentalidades como lo están el concepto decosto eficiencia y el manejo de la calidad.

Ute Kehse

El Somatom Definition Flash utilizahasta 85% menos energía que elmodelo anterior, y reduce la radiación.

Uso Eficiente de los Recursos | Reciclaje de Trenes

Una porción en aumento de los materiales de los trenes de hoy se pueden reciclar. En vista de esto,Siemens está liderando una guía que hará el cálculo de los índices y procesos de reciclaje mástransparente. Los niveles altos de reciclaje ayudan a reducir los costos, a ahorrar recursos y aproteger el medio ambiente.

En el centro de producción de Siemens Mobility de

Siemens en Viena, Austria, el Dr. Walter Struckl

(página siguiente, extrema derecha) se enfoca en

fabricar trenes y metros de larga distancia, tan fáciles

de reciclar como sea posible.

En Siemens Mobility en Viena, Austria, unainmensa sala de ensamble está llena de un

laberinto de trenes medio terminados y partespara la instalación en vehículos sobre rieles.Los componentes incluyen la máscara de la ca-bina de un tren para la compañía ferroviaria es-tatal austriaca, que consiste en una pared plás-tica prensada con un panel aislado con fibra yuna lámina de aluminio. "Tener que tratar condiferentes materiales que son casi imposiblesde separar es la pesadilla diaria del reciclador",dice el Dr. Walter Struckl, un experto en desarro-llo de productos medioambientalmente com-patibles. Aunque Siemens mantiene en menteeste factor de reciclaje al diseñar nuevos pro-ductos, la serie de producción más vieja re-quiere de más trabajo.Sólo a pocos metros en la sala, Struckl mues-

tra que hay una mejor forma de hacer las cosas.Aquí, una estructura sostiene a un transporta-dor de personas automatizado, destinado parala ciudad de Uijeongbu en Corea del Sur. La es-tructura de aluminio del tren es pegada por tor-nillos hexagonales de alta resistencia que sepueden soltar fácilmente (foto en la página si-guiente), y paneles diseñados para amortiguarlas vibraciones son simplemente insertados en-tre la estructura y la cubierta.

Vía Rápida a la Segunda Vida

El reciclaje y la eficiencia energética son losproblemas claves que enfrenta ahora la industriaferroviaria. Al buscar ofertas de nuevos metros otranvías, los clientes quieren proveedores que lespresenten un concepto de disposición que enun-cie todos los materiales utilizados y que les brin-den conceptos para su reutilización. Pero Sie-mens va un paso adelante, ofreciéndoles a losclientes interesados un manual de práctica queexplica paso por paso la forma como un tren esdesensamblado, desde el drenaje de varios flui-dos, incluido el líquido de frenos, hasta la tritura-ción de las partes de plástico. Siemens hace estoporque, en sí, no recicla sus trenes, un trabajomanejado por compañías especializadas comisio-nadas por los propietarios de los vehículos.Un gran ejemplo de este concepto de reciclaje

es el Metro de Oslo, el cual es probablemente elsistema ferroviario más ahorrador de recursos delmundo. Muchos de los metales en los vehículosferroviarios de la ciudad ya han sido reciclados almenos una vez. Siemens describió primero lafase de reciclaje en la descripción del concepto.La información resultante ha hecho parte desdeentonces de la documentación de mantenimien-to del cliente.Contrario a la industria automotriz, que se be-

neficia de la norma de reciclaje ISO 22628, la in-

dustria ferroviaria no se subió en el vagón del re-ciclaje sino hasta hace poco. Lo que ha faltado,creo, es una guía que defina un método obligato-rio para calcular el índice de reciclaje, y procesosde reciclaje obligatorios para todo el sector. Esa es la razón por la que Siemens inició la

creación de una guía de reciclaje uniforme en laAsociación de la Industria Ferroviaria Europea(UNIFE) en Bruselas. Todos los 73 miembros dela asociación, que incluye a Siemens, Bombar-dier y otros competidores importantes, tienenuna participación combinada en el mercado del80%. Estas compañías quieren hacer recomen-daciones tecnológicas a finales de este año, queservirán de base para la guía europea tan prontocomo la Unión Internacional de Ferrocarriles(UIC) de su aprobación, el próximo año. Estaguía podría algún día servir como posible normapara otros medios de transporte público comobarcos y aviones.

Campeón en Reciclaje. Según Siemens, el Me-tro de Oslo tiene un índice de reciclaje récord decasi el 95%. Aproximadamente el 85% de los ma-teriales utilizados son reciclados por medio deprocesos costo eficientes; un 10% adicional es in-cinerado. Pero el índice de reciclaje podría ser ma-yor cuando uno de los trenes de hoy sea desecha-

88 Pictures of the Future | Otoño 2011

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do en aproximadamente 40 años, si los preciosmás altos de las materias primas hacen más valio-so reutilizar los recursos. El índice de reciclaje seráprobablemente mayor para el sistema de trenescomparable de Japón, que ha reciclado meticulo-samente hasta cada tornillo, desde que sufrieronde escasez extrema de recursos durante la Se-gunda Guerra Mundial. En principio, el índice de reciclaje puede ser

tan alto como lo deseado. Lo crucial, sin embar-go, es que el reciclaje sea costo efectivo. Los índi-ces de reciclaje podrían incluso descender al prin-cipio, después de que la nueva guía seaintroducida, porque ya no dejaría lugar a interpre-taciones sobre el reciclaje, evitando así que lascompañías inflen artificialmente sus índices. "Lanueva guía nos dará una ventaja competitiva por-que nuestros cálculos ya son reales", dice Struckl.De hecho, casi ninguno de los competidores deSiemens ha avanzado tanto en reciclaje –sin im-portar lo que sus folletos publicitarios digan.

que entrarán en servicio en Múnich en el 2013.Un tablero de corcho de tres centímetros de es-pesor se extiende a lo largo de toda la longituddel tren (18 metros), para amortiguar el ruido delas pisadas. La lámina de aluminio es pegada enla parte superior e inferior del tablero. En la partesuperior de la lámina es pegado un piso de cau-cho que tiene puntos azules. Cuando el piso esdesensamblado, las capas pegadas pueden serdesprendidas como piel. El departamento de Illey BMW Designworks, un centro de investigaciónde California asociado con el fabricante automo-triz alemán BMW, aportaron conjuntamente laidea de utilizar materias primas renovables comoel corcho.

Creatividad Requerida. La nueva plataformaInspiro (ver p. 20) contiene muchas ideas parahacer el reciclaje fácil y conseguir un índice de re-ciclaje incluso más alto que el del Metro de Oslo.Pero el reto es más formidable si el cliente cambia

usualmente también fácil de armar. Un ejemploes el cuerpo del transportador de personas de Ui-jeongbu. El fácil reciclaje reduce las emisiones deCO2 y los costos de mano de obra durante laconstrucción y el desensamble. Y el reciclaje lepermite a la compañía ganar créditos o bonos decarbono, porque las emisiones de gases de inver-nadero se reducen si no hay que producir nuevasmaterias primas o si los materiales no reciclables,incluidos algunos plásticos, son quemados paragenerar energía. El Metro de Oslo utiliza aceroque contiene 40% material reciclado; partes dealuminio componen el 60% del material recicla-do. Estos metales reciclados probablemente noson de trenes sacados del servicio, sino de muydiferentes productos industriales, razón por lacual la mayoría de trenes de Oslo nunca acabaránen la planta de Viena de Siemens.

Reciclaje 101. Los trenes sacados del servicioson usualmente reciclados por compañías espe-

Incluso la nueva guía no podrá predecir lo quepasará en los próximos 40 años. Algunos mate-riales considerados hoy no peligrosos podrían al-gún día ser prohibidos, por ejemplo, dejando en-tonces de ser reciclables. Un ejemplo son losasbestos, un riesgo para la salud que fue algunavez considerado perfectamente seguro y recicla-ble. Las principales regulaciones que prohíben eluso de algunos materiales son la directiva sobrequímicos REACH de la Unión Europea y la directi-va RoHS, que regula el uso de metales pesadosen los componentes electrónicos.

Esa es la razón por la que es crucial que los di-señadores de productos busquen el índice de re-ciclaje más alto posible, incluso en la etapa dedesarrollo. Ernst Ille, el líder del equipo de acce-sorios interiores de la planta de Viena, explica lasposibilidades del diseño compatible con el reci-claje. Él muestra un bloque que sirve de patrónpara el piso de los nuevos trenes subterráneos

cializadas. Los materiales resultantes son tratadosde cuatro formas: ‘Reutilización: Algunos componentes pueden serreutilizados para el mismo propósito sin ningúntratamiento. Por ejemplo, la reutilización de chipsde computadores en la industria aeroespacial.‘ Uso alterno: Similar a la reutilización, exceptoque el componente es utilizado para un propósitodiferente, como utilizar microchips de PCs enaviones. ‘ Reciclaje para uso similar: En este proceso, elproducto es descompuesto para crear un granu-lado que sirve de material inicial para un produc-to similar. ‘ Reciclaje para uso alterno: Esta, la más comúnde las cuatro variantes, involucra la descomposi-ción de los componentes en sus materias primasconstituyentes, las cuales son utilizadas luegopara hacer productos más sencillos como bancasde parques o superficies de carreteras. La Ciudad de Nueva York ha presentado una

quinta forma de reciclaje. Tan popular como lomuestra el video de YouTube, los trenes del me-tro sacados de circulación son depositados en elocéano frente a la costa de Virginia, donde sirvencomo arrecifes artificiales que son colonizadospor corales y peces.

Bernd Müller

sustancialmente la plataforma. Esto ocurrió conla ciudad de Múnich, por ejemplo, que ordenótrenes que tuvieran características Inspiro, peroensamblados de acuerdo a requerimientos muyespecíficos determinados por su propio diseñado."En estas situaciones, para conseguir los mejoresresultados usted tiene que trabajar con el clientepara determinar con antelación las posibilidadesde reciclaje", explica Ille. A veces los diseñadores se enfrentan incluso a

un conflicto de intereses, porque "ahorrar peso esmás importante que el reciclaje", dice Ille. Esa es la

razón por la que la mayor partedel CO2 es emitido durante laoperación, y se puede reducirmejor si se reduce el peso delvehículo. Por ejemplo, la más-cara frontal de la cabina men-cionada al comienzo de este ar-tículo sería mucho más fácil de

reciclar si estuviera hecha de acero, en vez del ma-terial compuesto fibroso actualmente utilizado.Pero la máscara de acero sería varios kilogramosmás pesada, produciendo como resultado un altouso de energía durante la operación. Afortunadamente, el reciclaje y las emisiones

de CO2 bajas no son mutuamente excluyentes,porque un tren que es fácil de desensamblar es

Casi el 85% del tren del Metro de Oslo se puede reciclar; otro 10%es quemado para producir energía.

Uso Eficiente de los Recursos | Electrodomésticos

Las lavadoras, secadoras, refrigeradores, lavadoras de platos y las sierras fabricadas por BSH Boschund Siemens Hausgeräte GmbH –el fabricante de electrodomésticos líder de Europa– sonverdaderos campeones en ahorro de energía. La eficiencia de los materiales desempeña un papelclave en el desarrollo de estos aparatos.

Campeones en Ahorro de Energía

La lista de innovaciones ahorradoras de ener-gía de BSH Bosch y Siemens Hausgeräte

GmbH es larga. Una de estas innovaciones es unalavadora de platos equipada con la tecnología desecado Zeolith que fue introducida en el 2009. Elaparato utiliza zeolita, un silicato natural, que ab-sorbe la humedad, mientras que, al mismotiempo, emite calor para respaldar el sistema desecado de la lavadora de platos (ver Pictures ofthe Future, Primavera de 2010, p. 80). El nuevomaterial ayuda así a reducir el uso de energía y deagua. "Con aparatos diseñados para ahorrar can-tidades importantes de energía, es muy impor-tante combinar tecnologías, componentes y ma-teriales de forma tal que los aparatos altamenteeficientes sigan siendo asequibles", dice RudolfWalfort, Director de Tecnología Central en BSH.

La compañía ofrece aparatos en todas las ca-tegorías de productos, que llevan etiquetas deenergía de la Unión Europea de las nuevas clasesde eficiencia de A+, A++ y A+++. Un refrigerador-

congelador A+++, por ejemplo, es 60% más efi-ciente que una unidad A. BSH ha establecido un"portafolio de súper eficiencia" de sus campeonesen ahorro de energía, y este portafolio representauno de cada cuatro electrodomésticos vendidospor BSH en Europa.

"Los aparatos del portafolio de súper eficien-cia que vendimos en Europa en el 2010 han redu-cido el consumo de electricidad en aproximada-mente 1.9 billones de kilovatios hora, según localculado en términos de la vida útil promedio delos aparatos, y en comparación con el estándardel mercado del mismo año", dice Walfort. Esa ci-fra corresponde al consumo de electricidad anualpromedio de 500.000 hogares alemanes.

Guías de Protección Medioambiental. Esteéxito se deriva del sistema de monitoreo del im-pacto medioambiental desarrollado por BSH, queha servido como norma estricta para cada uno delos productos recientemente desarrollados desde

1996. En línea con este sistema, los diseñadoresexaminan el ciclo de vida completo de una seriede productos en términos de su efecto sobre elmedio ambiente –empezando con la produccióny extendiéndose hacia el uso y la disposición. Laspreguntas que se hacen incluyen: ¿Cuál será elconsumo de energía y de agua durante la vida deun producto? ¿Son los materiales del productomedioambientalmente sanos y reciclables? ¿Sepueden conseguir ahorros con los materiales? "In-dependientemente de lo que busquemos, nues-tra meta es siempre hacer nuestros nuevos pro-ductos mejores que sus predecesores", dice el Dr.Arno Ruminy de la unidad de Protección Me-dioambiental de BSH.

Hoy en día, hasta el 95% del impacto me-dioambiental total de un aparato es causado porel uso del producto por parte del consumidor –por ejemplo, a través del uso de energía, agua ydetergentes (ver Picture of the Future, Primaverade 2009, p. 32). Esta cifra se ha reducido al 81%

90 Pictures of the Future | Otoño 2011

y componentes electrónicos", dice Gotschy. Encontraste, la creación de la representación virtualde un producto –incluidas todas las reflexiones,reflejos y propiedades de los materiales –no tomamás de dos días. "Desde luego, continuaremosnecesitando modelos de la vida real, pero ahorapodemos reducir la cantidad de tiempo requeridadurante el proceso de creación del producto enuna tercera parte, y en algunas fases del proyectohasta en dos terceras partes", dice Gotschy.

Sin embargo, los desarrolladores de BSH seenfrentan todavía a otro reto. "Necesitaremos uti-lizar más materiales alternativos, reciclados, ynuevos materiales hechos de fuentes renovablesen el futuro", dice Walfort. Esto tiene sentido, por-que este método es también parte clave de la es-trategia de BSH de mejorar continuamente lacompatibilidad medioambiental de los electrodo-mésticos, y de minimizar la demanda de recursosnaturales limitados.

Nikola Wohllaib

Pictures of the Future | Otoño 2011 91

Bajo la dirección de Robert Gotschy (aquí, con

gafas de 3D), el laboratorio de realidad virtual

de BSH desarrolla y optimiza aparatos como

máquinas de café totalmente automatizadas.

recimiento especiales. Junto con la selección delos materiales, la electrónica inteligente juegatambién un papel clave en la eficiencia energé-tica. Los controles electrónicos en las máquinaslavadoras y en las lavadoras de platos, por ejem-plo, determinan qué tanta agua se deberá distri-buir con el fin de minimizar la cantidad de deter-gente utilizada y el número de ciclos de lavado.

Desarrollo en 3D. Los diseñadores de BSH utili-zan simulaciones para optimizar sus aparatos.Desde comienzos de 2011, ellos han podido tam-bién realizar experimentos en un laboratorio derealidad virtual (VR) totalmente equipado, en elestado alemán de Bavaria. La sala de demostra-ción de la instalación alberga dos poderosos pro-yectores que despliegan imágenes estéreo sobreuna superficie con un área de casi 11 metros cua-drados. Las imágenes son generadas con laayuda de la información del diseño de aparatos,como estufas. Los interiores de los aparatos sontambién proyectados sobre el piso con espejos.

la vida real, incluso antes de fabricar herramien-tas de estampado.

"Ahora, usamos estos métodos virtuales ensólo el 10% de nuestro trabajo de desarrollo téc-nico del producto", dice Robert Gotschy, Jefe delPrograma de Realidad Virtual de BSH. Estos sonutilizados principalmente para ayudarles a los in-genieros a tomar mejores decisiones sobre el di-seño, la producción y la selección de los materia-les del producto durante las fases iniciales delproyecto. Un segundo laboratorio que se centraen el diseño del producto está localizado en lasoficinas principales de BSH en Múnich, Alemania.

El objetivo primordial de Gotschy es ahorrartiempo y sacar nuevos productos al mercado másrápidamente. El método virtual ofrece tambiénotro beneficio: como normalmente toma hastacuatro semanas pasar de una idea de diseño a unmodelo terminado que no será alterado ya más,el desarrollo del modelo requiere de mucho me-nos material. "Aquí, usamos siliconas, espumasplásticas, madera artificial, resinas, pintura, metal

con productos del portafolio de súper eficiencia."No creemos que podamos duplicar estos avan-ces importantes en ahorro de energía en la fasede uso activo en el futuro, sin embargo", dice Ru-miny. "Esa es la razón por la que el enfoque denuestro desarrollo cambiará más y más hastaconseguir la eficiencia de los recursos".

Una medida aquí implica utilizar concreto es-pecial en vez de hierro para equilibrar el controlen las máquinas lavadoras. "Cuesta menos y esmás medioambientalmente amigable", dice Ru-miny. Adicionalmente, los contenedores que con-tienen el jabón de la lavadora de platos están he-chos ahora de polipropileno, que contrario alacero se le puede dar una forma óptima que ga-rantiza que quede menos residuo de detergenteen las máquinas.

El diseño liviano ha hecho también lo suyo enlos hornos, cuyos interiores ahora pesan la mitadde lo que pesaban hace 10 años, gracias a hojasde metal más delgadas y a tecnologías de endu-

Gafas de 3D especiales les permiten a los ingenie-ros de desarrollo, como el Director del Laborato-rio de VR Franz Perschl, desplazarse virtualmentea través de la representación ampliada de una se-rie, por ejemplo.

Los desarrolladores están actualmente simu-lando el montaje de una bandeja para hornear."Queremos ver si podemos reducir el espesor delsujetador de 0.8 a 0.6 milímetros o quizás opti-mizar el sujetador cambiando su forma geomé-trica", explica Perschl. Los ingenieros utilizan esteprocedimiento para estimar si la lámina de metaldelgada satisface todos los criterios de estabili-dad relevantes.

"Hasta que abrimos esta instalación, no éra-mos capaces de ver estas cosas con antelación.En vez de ello, teníamos que ordenar herramien-tas de evaluación y construir prototipos", informaPerschl. El laboratorio de realidad virtual hace po-sible determinar si los conceptos de ahorro deenergía y materiales se pueden implementar en

El gas está ahora tan caliente que puede trans-ferir energía al sistema de calefacción del edifico oal sistema de agua caliente, a través del intercam-biador de calor. El gas se enfría y se condensacuando esto pasa. El líquido resultante es luegoforzado a través de una válvula de expansión parareducir la presión antes de devolverlo nueva-mente a la reserva de calor. Aquí, se evapora nue-vamente y el ciclo empieza de nuevo. La reservade calor –en este caso el suelo– habrá generadoenergía a través de toda esta actividad.

Las bombas de calor son económicas y me-dioambientalmente atractivas porque requierensólo de una pequeña cantidad de energía para ac-cionar un compresor. Sin embargo, gracias alaporte del suelo, éstas generan una gran cantidadde calor. Teóricamente, las bombas de calor pue-den administrar más de cuatro kilovatios hora(kWh) de calor a partir de sólo 1 kWh de energíaeléctrica. Qué tan bien funcione una unidad en lapráctica, está indicado por su coeficiente anual dedesempeño (COP). Este es la proporción de calorganado a la electricidad, utilizada en un año. Entremás alto sea el COP, más eficiente será el sistema.

Una bomba de calor como ésta genera suficiente

calor para varios edificios en Siemens.

Las fuentes de energía pueden encontrarsedurmiendo en los lugares más inesperados.

Justo debajo de la superficie de la tierra, por ejem-plo. Allí, a una profundidad de 10 metros o más,prevalece durante todo el año una temperaturarelativamente constante. En Alemania, esta tem-peratura es de aproximadamente 10 grados Cel-sius –una reserva enorme de energía calórica,justo esperando a ser explotada.

¿Cómo podemos utilizar una temperaturainicial de apenas 10 grados Celsius para calen-tar un hogar a 20 grados? Ahí es donde lasbombas de calor entran a jugar. La circulacióndentro de una bomba de calor es un medio conun punto de ebullición muy bajo. Este es por logeneral un hidrocarburo fluorado que se eva-pora entre -47 y -26 grados Celsius y extraeenergía de la reserva de calor en el proceso. Uncompresor comprime el gas, calentándolo auna temperatura sustancialmente más alta.Esencialmente, "bombea" la energía calóricadel suelo a un nivel más alto.

92 Pictures of the Future | Otoño 2011

Espadas de Viento: Peleando por una Vida Más Larga

En la década actual, el costo de la energía eólica en muchas áreas se espera que descienda por debajo del de la

electricidad generada a partir del carbón. Lograr esta meta ambigua depende de muchos factores, incluyendo dos

avances tecnológicos: una ganancia sustancial en la producción de energía de plantas de energía eólica futuras y

menores costos de fabricación. Ambos representan un reto importante para los expertos en materiales y en

producción en la industria de generación de energía.

Las nuevas hojas del rotor de generación están consecuentemente programadas para entrar a producción de gran

escala en los EE.UU. en el segmento de negocios de Energía Eólica de Siemens en el 2012. Basadas en la tecnología

denominada ATB (Hoja Aeroelástica a la Medida), las hojas son suavemente curvadas como una cimitarra árabe. La

curvatura significa que cuando la hoja se dobla, también se tuerce. Y gracias a los métodos de modelación

avanzados, esta torsión se puede diseñar para reducir la carga sobre la hoja. Esta propiedad representa un avance

importante, en comparación con las hojas rígidas de hoy. Las turbinas de viento en altamar pueden estar sujetas a

masas de aire de más de 100 toneladas métricas por segundo, que llegan desde diferentes direcciones. Pero gracias

a sus propiedades elásticas, las nuevas hojas se podrán acomodar a estas condiciones mucho mejor que los rotores

convencionales. Como resultado, las cargas de fatiga se reducirán y la vida de servicio aumentará.

Utilizando esta nueva forma de hoja, los rotores más grandes que producen más energía se pueden diseñar sin

ningún aumento importante de la carga aerodinámica. "Nuestra nueva hoja del rotor tiene 53 metros de largo. Esto

es cuatro metros más que su predecesor, lo que significa un aumento del 5% en la producción de energía", explica

Henrik Stiesdal, Jefe Técnico de Siemens Wind Power. Una de las prioridades más importantes de Stiesdal, respecto

al diseño de los nuevos rotores, fue reducir la cantidad de materiales requeridos, para reducir el peso y minimizar la

carga de viento sobre la hoja. "En comparación con su anterior, la nueva hoja del roto no sólo es más larga sino que

también es hasta 500 kilogramos más liviana, dependiendo de la selección del material final", explica él.

El reto más grande para los ingenieros aquí fue garantizar que la nueva hoja mantuviera la resistencia necesaria, a

pesar de la reducción de los materiales y el peso. "Nos tomó algún tiempo y esfuerzo para desarrollar un proceso

con el cual calcular la resistencia de la hoja en todas las condiciones de viento posibles. Una vez hayamos logrado

esta hazaña podremos optimizar el diseño del rotor", dice Stiesdal. El mejoramiento de las propiedades

aerodinámicas fue posible, en gran medida, gracias al mejoramiento asistido por computador de la forma externa

de las hojas del rotor y a un sinnúmero de pruebas bajo condiciones de la vida real.

Al mismo tiempo, se están haciendo también mejoras en el proceso de producción. El proceso completo de

extender y darle forma a las muchas capas de fibra de vidrio y luego adicionarles resina todavía se hace

manualmente, y la mezcla completa es curada en grandes moldes que se asemejan a bolsas de arena. Se espera

que sea posible automatizar cada vez más este proceso en el futuro. El objetivo es reducir los costos de producción

por hoja en un 40%. Esto abaratará las plantas, reduciendo así el costo del kilovatio-hora de la energía eólica.

Adicionalmente, los expertos en viento están mirando mucho más de cerca el tema del reciclaje, el cual se volverá

relevante en aproximadamente cinco años. En la actualidad, el número de plantas de energía eólica que se está

construyendo a nivel mundial es todavía mayor que el número de plantas que se están desmantelando. "Una

opción podría ser fragmentar las hojas y utilizar el granulado como aditivo para el concreto", sugiere Stiesdal.

ReFiber, una compañía danesa que trabaja estrechamente con Siemens Wind Power, ha desarrollado un proceso

pirolítico, en el cual las hojas del rotor son primero fraccionadas en grandes piezas y posteriormente

descompuestas en una reacción termoquímica, a una temperatura de 700 grados Celsius. Esto produce un gas,

que se puede someter a combustión con fines de producción de calor. Todo lo que queda es fibra de vidrio, la cual

se puede utilizar como aislamiento en las construcciones.

El uso de nuevos materiales basados en las plantas está también en la agenda. "Estamos trabajando con

universidades en Dinamarca y EE.UU. para investigar si las hojas de las turbinas de viento del futuro podrán ser

genuinamente ecológicas. Por ejemplo, éstas podrían basarse en materiales de compuestos de fibra, hechos de

fibras de las plantas, y pegarse con bioresinas hechas de aceites vegetales", dice Stiesdal. Sin embargo, él no espera

ver estas hojas del rotor sino hasta después de 10 años, o más. Pero cuando estas hojas aparezcan en escena, las

plantas eólicas habrán ganado verdaderamente su título de los gigantes ecológicos de la industria de energía.

Nikola Wohllaib

Las suaves curvaturas de las últimas hojas del rotor, para la generación

de energía eólica, reducen la tensión y aumentan la vida de servicio de

la hoja. Esto es particularmente para las instalaciones costa afuera,

donde las reparaciones son hasta 10 veces más costosas en

comparación con las instalaciones en tierra.

lado a un metro y medio por debajo de la super-ficie. Las bombas de calor cuya fuente es el aguautilizan el calor del agua subterránea, mientrasque las bombas de calor cuya fuente es el aireextraen su energía del aire ambiente.

Estas últimas son fáciles de instalar, porque re-quieren sólo de un intercambiador de calor para elaire ambiente. Esto las hace baratas, pero tambiénmenos efectivas porque la temperatura externapuede descender severamente en el invierno. Lasbombas de calor cuya fuente es el agua subterrá-nea y el suelo requieren de inversiones más gran-des, pero también liberan más calor por el mismoaporte eléctrico. "En nuestros estudios, las bombasde calor cuya fuente es el suelo lograron un COPanual promedio de 3.9", informa Marek Miara delInstituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solaren Freiburg, Alemania. "Las bombas de calor cuyafuente es el aire lograron sólo 2.9".

Según la Agencia Medioambiental Alemana,las bombas de calor deben tener un coeficiente dedesempeño de tres o mayor para que puedan re-ducir el nivel de emisiones de CO2 respecto a loscalentadores de condensación de gas. Este efectose hace más pronunciado a medida que la partici-pación de las energías renovables aumenta. En unestudio para la Asociación Federal de Bombas deCalor de Alemania (BWP), la Universidad Técnicade Múnich concluyó que para el 2030 las bombasde calor con un COP anual de 3.0 podrían reducir elconsumo de energía primario en un 40%, en com-paración con los sistemas como los calentadoresde condensación de gas. Con un COP anual de 4.5,los ahorros esperados podrían llegar al 60%.

Operando una bomba de calor, los usuariosayudan al medioambiente y ahorran dinero. Aun-que los costos de inversión de la bomba de calorpueden ser de varios miles de euros, la inversión serecuperará después de 10-20 años. Hace 5 años,Siemens instaló dos bombas de calor en sus instala-ciones de investigación de Múnich-Neuperlach. Lasbombas utilizan el agua de refrigeración calentadacon una temperatura de 14 a 17 grados Celsiuscomo fuente de energía. "Los ahorros nos permitie-ron recuperar los costos después de sólo un año",dice Thomas Braun de Siemens Real Estate. "Hoy lasdos bombas de calor atienden una cuarta parte delas necesidades de calefacción de 30 edificios en loscuales trabajan más de 10.000 personas".

Para tener una idea de los prospectos futurosdel uso masivo de bombas de calor, sólo hay quemirar a Suiza, donde las bombas de calor ya hanalcanzado una participación en el mercado de casiel 90% en los nuevos hogares unifamiliares. Gra-cias a la gran cantidad de energía hidráulica y nu-clear, la mezcla de electricidad suiza es muy bajaen CO2, con emisiones de sólo 127 gramos por ki-lovatio hora (g/kWh), en comparación con 563g/kWh en Alemania. Como resultado, los sistemasde calefacción con bombas de calor ya están pro-duciendo calor de una manera muy eficiente.

Christian Buck

Las Bombas Extraen Calor del SueloEl suelo calienta el agua fría que

fluye a través de circuitoshorizontales o verticales.

La bomba de calor extrae calordel agua y comprime el gas con elfin de hacerlo más caliente.

El calor es almacenado y estádisponible para calefacción y laproducción de agua caliente.

El calor geotérmico es extraído utilizando circuitos horizontalesgrandes cerca de la superficie o un circuito vertical ubicado a mayor profundidad

Circuito horizontalProfundidad 80-160 cmTemperatura aproximada 10ºC

Tomacorriente1 kWh de electricidad ayuda adistribuir 3-5 kWh de calor

Bomba de calor

Agua calienteCalefacción debajo del suelo

Conexión de agua

Tanque amortiguador

Suelo

Circuito verticalProfundidad 100 m

Temperatura aproximada 13ºC

1A

B

1

2

2

3

3

Pictures of the Future | Otoño 2011 93

Uso Eficiente de los Recursos | Bombas de Calor

"La temperatura de la reserva de calor deberáser alta y la temperatura de entrada del sistemade calefacción –la temperatura a la cual el aguacaliente fluye dentro del sistema– deberá ser lamás baja posible", explica Reinhard Imhasly, deSiemens Building Technologies en Zug, Suiza."Como los sistemas de calefacción bajo suelo re-quieren de una temperatura de entrada de sólo35 grados Celsius, éstos son más apropiadospara las bombas de calor que los radiadores con-vencionales, que hoy necesitan todavía comomínimo 50 grados".

Sin embargo, una temperatura baja de en-trada requiere un buen aislamiento, razón por lacual las bombas de calor son particularmenteefectivas en las cajas de bajo consumo de ener-gía modernas. No es sorprendente, entonces,que la participación en el mercado de estos siste-mas en los nuevos hogares en Alemania hayaaumentado, pasando de menos del 1% en el2000 a aproximadamente el 23% en el 2010. Lasbombas de calor se pueden utilizar también enedificios viejos si éstos son totalmente moderni-zados primero. "Sin embargo, no tiene ningúnsentido simplemente reemplazar un sistema decalefacción de aceite por una bomba de calor de-

jando todo como está", advierte Imhasly. La par-ticipación en el mercado de las bombas de caloren los proyectos de renovación es del 6%. El añopasado, cerca de 51.000 bombas de calor fueroninstaladas en Alemania, aumentando su totali-dad a casi 400.000.

El Tamaño Apropiado. "El control basado en lademanda del sistema de calefacción utilizandosensores de temperatura en todos los cuartos, porejemplo, es también importante. Siemens ofrecelos productos apropiados para todo tipo de edifi-cios", dice Imhasly. Lo clave durante la planeaciónes garantizar que la unidad tenga el tamaño apro-piado. Si no tiene suficiente potencial, el usuariodeberá obtener calefacción a través de otros me-dios. Pero si su producción es muy alta, la bombade calor se apagará y se encenderá constante-mente, lo que reduce la eficiencia.

La clave para conseguir el COP ideal es lafuente de calor. Las bombas de calor pueden nosólo extraer calor del suelo sino también delagua subterránea y del aire. Las fuentes de calorcuya fuente es el suelo utilizan tanto un circuitovertical –a una profundidad de 100 metros enpromedio– o un circuito vertical, que es insta-

Aprovechando la TierraExtraer calor de los alrededores, adicionar una pizca de electricidad,y combinar los ingredientes en una bomba de calor. Esta es lareceta para suministrarle calor y agua caliente a los hogares singenerar CO2.

A B

Uso Eficiente de los Recursos | Producción Virtual

Independientemente de si se trata de trenes de alta velocidad, carreras de autos o componenteselectrónicos –las tecnologías de simulación avanzadas minimizan los tiempos de desarrollo, reducenlos costos y ahorran energía y recursos. El software para el manejo del ciclo de vida del producto deSiemens tiene un papel importante en esta área.

Muchos consumidores están cosechando los

beneficios del software PLM, incluida una planta en

Amberg y el equipo de Fórmula 1 Red Bull. Opuesto:

un ejemplo del Diseñador de Conceptos de

Mecatrónica.

Carrera hacia el Mundo Real

Tecnomatix, el diseño del proceso, el diseño de laplanificación y los análisis de la capacidad se pue-den realizar en su totalidad con la mejor coordi-nación posible. Los planeadores pueden elaborardiferentes versiones de producción, que ellospueden comparar con base en parámetros cono-cidos. Adicionalmente, ellos pueden calcular loscostos asociados hasta el más mínimo detalle. Ylo que es más, ellos pueden hacer todo esto en laetapa inicial de la fase de planeación del con-cepto. El tiempo de desarrollo de un nuevo pro-ducto se puede así reducir, evitando los cambiosposteriores y la coordinación del desarrollo; y laproducción mejora en general.

Más Rápido al Mercado. El secreto de esteéxito es una base de datos común a la que pue-den acceder no sólo los planeadores, sino tam-bién los desarrolladores. "Para mejorar este pro-ceso aún más, vamos a integrar toda lainformación en la solución Teamcenter PLM, quemaneja digitalmente todo el ciclo de vida del pro-ducto", dice Biersack. Teamcenter, el sistema prin-cipal de la familia de aplicaciones de Siemenspara PLM, es un juego de herramientas que le hapermitido a la compañía llegar a la posición líderen este mercado, a nivel mundial. La solución reú-ne toda la información relacionada con el pro-ducto, generada durante el ciclo de vida–desde la

Las soluciones de la planta electrónica deSiemens en Amberg, Alemania, son utilizadas

en todo, desde las montañas rusas del Oktoberfestde Múnich hasta las fábricas de automóviles. Dehecho, estas soluciones desempeñan un papelclave en cualquier lugar donde los movimientos ylas secuencias de pasos son producidos ycontrolados eléctricamente. En total, cerca de2.500 trabajadores en la ciudad del este deBavaria, de Amberg, fabrican dispositivoselectromecánicos para ingeniería de producciónindustrial. La variedad de productos que fabricanha aumentado considerablemente en los últimosaños –con consecuencias importantes para losprocesos de producción asociados. "Las órdenesdeberán poder atenderse más rápidamente", dicePeter Biersack, quien dirige la Planeación deManufactura y Evaluación. "Y lo que es más, comoel número de modelos está creciendorápidamente, la complejidad de los flujos detrabajo de producción está creciendo también". Por ejemplo, la gama estándar de dispositivos

de conmutación abarca 40.000 productos. Poreso, con el fin de establecer sistemas de produc-ción eficientemente y al costo más bajo, los inge-nieros de la planta de Amberg planean el procesode producción digitalmente, desde el inicio hastael fin con Tecnomatix, una solución para el ma-nejo del ciclo de vida del producto (PLM). Con

planeación, el desarrollo y la producción hasta lasventas, el servicio y el mantenimiento. Las fuentes de información incluyen progra-

mas de diseño, sistemas de planeación de recur-sos de las empresas para manejo corporativo e in-cluso aplicaciones de "Oficina" utilizadas paracrear manuales y documentos de mercado. La in-tegración total de la información lograda por elsoftware Teamcenter trae beneficios enormesporque el tiempo requerido para desarrollar unproducto listo para el mercado se puede reducirconsiderablemente, lo que conduce, no sólo auna ventaja competitiva, sino a reducir los costos,la cantidad de energía y recursos requeridos. Elsoftware se puede utilizar también para identifi-car los efectos potenciales del producto sobre elmedio ambiente.En el desarrollo y construcción de vehículos

ferroviarios, el reto ciertamente no está en el nú-mero grande de versiones del producto, como enla planta electrónica de Amberg. Sino que aquítambién, los clientes están pidiendo tiempos deentrega cada vez más cortos, a pesar del au-mento simultáneo de los estándares de calidad yde la complejidad técnica. En el caso de los trenestambién, el desarrollo y la producción deberán re-alizarse primordialmente en paralelo. "Eso im-plica una gran cantidad de esfuerzo que coordi-nar", dice Reinhard Belker, jefe del departamento

94 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Otoño 2011 95

tos de diseño para máquinas en un medio am-biente extremadamente real. El programa simulael comportamiento de la máquina en tiempo realen un modelo tridimensional, permitiéndole aldesarrollador interactuar con una simulación di-námica como si estuviera jugando en el compu-tador. Una vez creados, losobjetos pueden ser deposi-tados completos en una bi-blioteca con toda su infor-mación mecatrónica. Estabiblioteca podrá contenerinformación sobre, porejemplo, sujetadores, víasde desplazamiento, sensores y motores. El pro-ceso reduce el tiempo de desarrollo hasta en un20% y mejora la calidad de los resultados.

Tecnología para Campeones Mundiales. Haycerca de 6.7 millones de usuarios autorizados del

de Ingeniería de la planta de producción de Sie-mens Mobility en Krefeld, Alemania.Aquí también, la compañía depende del

desarrollo virtual del producto en toda la línea,que abarque el ciclo de vida completo de untren (Pictures of The Future, Otoño de 2007, p.30). Como todos los involucrados en el de-sarrollo de un producto –incluso especialistasde otros sitios– acceden a la misma base dedatos actualizada, los participantes pueden in-tegrarse más efectivamente al proceso de di-seño y construcción. Adicionalmente, se utili-zan técnicas de realidad virtual para losesfuerzos conjuntos que tienen lugar en Kre-feld, Múnich, Viena, Praga y Moscú. Como re-sultado, es posible crear modelos de desarrolloen 3D a escala real generados por computador,que pueden ser vistos y discutidos por todoslos participantes. Estos modelos son genera-dos por el software PLM "Teamcenter Visualiza-

tion" de Siemens, que ofrece una representa-ción real de la información en 3D. Una de las herramientas, de la caja de herra-

mientas del Software PLM de Siemens, es el Dise-ñador de Conceptos de Mecatrónica, partes delcual fueron desarrollados por Siemens CorporateTechnology en Princeton, Nueva Jersey. Esta apli-cación, que es actualmente única en el mercado,agiliza y facilita la planeación de herramientasmecánicas, porque sus funciones se pueden si-mular tempranamente en el proceso de desarro-llo. La herramienta es especial, en parte porqueutiliza la tecnología de la física del motor creadapor NVIDIA, la compañía líder en computación vi-sual. Esta tecnología es utilizada en los juegos devideo para simular procesos físicos complejos. Asíayuda a representar medioambientes reales en3D, como explosiones que levantan polvo, y ca-racteres con una geometría compleja, y unionesreales para los movimientos de la vida real.Gracias al Diseñador de Conceptos de Meca-

trónica, los usuarios pueden desarrollar concep-

software PLM de Siemens trabajando en una va-riedad de campos en todo el mundo. Entre éstosestá el equipo de Fórmula 1 Red Bull. Después detodo, los productos son desarrollados, modifica-dos y fabricados más rápido en la Fórmula 1 queen cualquier otra parte. Desde su primera tempo-rada de Fórmula 1 en el 2005, el equipo de RedBull ha dependido del Teamcenter al igual que deNX, una solución que se puede utilizar para de-sarrollar interactivamente productos sofisticadosy, al mismo tiempo, controlar inteligentementelos procesos de manufactura. Todos los días, cerca de 180 ingenieros del

equipo Red Bull ponen todo de su parte para quelos carros de los conductores Sebastian Vettel yMark Webber corran un poco más rápido. "Trabaja-mos con 15 módulos principales y con cerca de4.000 componentes", dice Steve Nevey, jefe deDesarrollo de Negocios y Director Técnico Jefe delEquipo de Red Bull. "La clave es que nuestros inge-nieros y técnicos obtengan la misma informaciónactualizada y que los diseñadores noten lo más rá-

de la pista. Si esta aplicación indica que el carronecesita más presión sobre el suelo para el GranPremio de Mónaco, por ejemplo, esta informa-ción es inmediatamente pasada a los desarrolla-dores NX, quienes entonces pueden ajustar el di-seño del ala delantera de conformidad. Losingenieros pueden así ajustar los carros de carre-ras a las condiciones individuales de cada pista decarreras en particular. Luego, simplemente ha-ciendo un clic con el ratón, puede obtener laspartes nuevas cortadas y prensadas casi inmedia-tamente. Ninguna información tiene que ser in-gresada manualmente ni transferida a otros siste-mas de IT. En pocas horas, las partes podrán serfabricadas y ajustadas al carro.En el Equipo Red Bull, la solución PLM ha

jugado un papel importante en el éxito delequipo. En la temporada de 2010, el equipobritánico ganó el título del Campeonato deFórmula 1 en las categorías de conductor yde constructor.

Gitta Rohling

pidamente posible cuando algo ha cambiado",dice Nevey. Si, por ejemplo, la nariz de un carro decarreras es cambiada, todas las variables relevantesson ajustadas automáticamente. "Como resultado,podemos rápidamente probar diferentes ideas dediseño y también evaluar cómo reaccionan los

componentes individuales a factores como el caloro la vibración", dice Neil Dunsmuir, Gerente deMercadeo para Europa, Oriente Medio y África, delSoftware PLM de Siemens.Para preparar los carros de carreras para una

pista, hay una aplicación especial de simulación

Hay cerca de 6.7 millones de usuariosautorizados del software PLM –incluidoel Equipo de Carreras Red Bull.

Uso Eficiente de los Recursos | Turbinas a Gas de Ciclo Combinado

La más reciente planta de energía de ciclo combinado de Siemens convierte hasta el 60.75% de laenergía contenida en el gas natural, en electricidad –un récord mundial. Puede ser iniciada y apagada enaproximadamente 30 minutos, lo cual es necesario para compensar las alimentaciones fluctuantes defuentes renovables.

La turbina a gas SGT5-8000H es el producto de

muchos años de desarrollo. Lado opuesto: el modelo

de 60 hertzios para utilizar en Florida. Imagen

grande: Celebrando la operación de prueba de la

turbina americana en Berlín.

Plantas de Energía que Establecen Récords

En mayo de 2011se hizo historia en una plan-ta de energía. La planta alberga una turbina

que ha ingresado a los Guinness Récords Mun-diales y a la que se le han otorgado numerosospremios medioambientales y de innovación. Laturbina a gas de ciclo combinado –el sistemamás grande y más eficiente del mundo de sutipo –es la pieza central de la planta de energíaIrsching Bloque 4, en Alemania. Midiendo 13metros y pesando 444 toneladas métricas, laturbina, después de años de evaluación, entróen servicio comercial en E.ON, una compañía deenergía, el 22 de julio de 2011.

La planta, que tiene una producción de 375megavatios (MW), alcanza una eficiencia del40%. En combinación con una turbina de vapory un generador de vapor de recuperación de ca-lor, que fue especialmente desarrollado por Sie-mens, la planta tiene un récord mundial de efi-ciencia del 60.75%, con una producción neta de578 MW –más de lo originalmente planeado. Laplanta de energía es capaz de suministrar sufi-ciente electricidad para una ciudad del tamañode Berlín, con sus 3.4 millones de habitantes. Encomparación con las plantas de energía quepreviamente habían sido consideradas como las

más avanzadas, la planta es 2.0% más eficiente,ahorrando así aproximadamente 43.000 tonela-das métricas de CO2 al año –equivalente a lasemisiones de cerca de 100.000 carros de tama-ño mediano, recorriendo 20.000 km. Y en com-paración con el promedio global de la flota ins-talada de plantas de energía de ciclocombinado, la nueva planta utiliza un tercio me-nos de gas natural y expele un tercio menos deCO2 por kilovatio hora generado.

La velocidad con la que la turbina a gas sepuede arrancar y apagar es también incompara-ble. Después de ser apagada por varias horas, launidad puede entrar en producción total en apro-ximadamente 30 minutos. Esta flexibilidad es lacarta de triunfo secundaria de la planta de ener-gía de ciclo combinado, junto con su compatibili-dad medioambiental. Willibald Fischer, gerentede producto de la turbina a gas, dice que "con lasinstalaciones de generación de energía renova-ble, que están ahora entrando en línea en núme-ros cada vez mayores, una nube o incluso unacalma ligera en el viento es suficiente para causarfluctuaciones en la red. Estas fluctuaciones ten-drán que compensarse muy rápidamente en elfuturo, utilizando plantas de energía de ciclo

combinado como solución de respaldo, por ejem-plo. Y el arranque rápido es necesario para evitarque éstas tengan que quedar por fuera de opera-ción continuamente mientras están en standby".

Columna Vertebral de las Energías Renova-bles. Algunos elementos del escenario de Fis-cher son ahora realidad. En los días soleados, lossistemas fotovoltaicos de Bavaria ya proporcio-nan más de la mitad de la electricidad necesaria,y se espera la expansión importante de las insta-laciones de generación de energía durante lospróximos años.

Apenas en el 2020, según Fischer, será posi-ble satisfacer la demanda de electricidad comple-ta de Alemania durante varias horas en los díasde viento de verano, exclusivamente con electri-cidad de energías renovables.

Pero cuando el clima cambie repentinamente,las plantas de energía de combustibles fósilestendrán que arrancar lo más rápido posible. "En el2020 necesitaremos una reserva de las plantasde energía adicional de cerca de 30-50 gigava-tios, o del 20-30% de la capacidad de las plantasde energía instaladas actualmente en Alemania.Las plantas de energía a gas flexibles son muy

96 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Otoño 2011 97

apropiadas para este propósito. Los gastos de ca-pital son bajos y el gas natural posee el mejor ba-lance de CO2 de cualquier fuente de energía fó-sil", dice Lothar Balling, gerente general deplantas de energía a gas.

Más de 750 empleados, incluidos 250 inge-nieros, trabajaron en el desarrollo, montaje y eva-luación de la SGT5-8000H y su planta de energíade ciclo combinado (ver Pictures of the Future,Otoño de 2007, p. 54). Siemens invirtió más de€500 millones en una planta prototipo antes deque fuera entregada a E.ON.

En síntesis, la turbina fue desarrollada a partirde cero, en vez de ser la siguiente generación deun modelo existente. La mayor parte del esfuerzoque llevó a la eficiencia y flexibilidad récord de laplanta implicó mejoras en la turbina a gas y en eldiseño general.

Los ingenieros aumentaron la temperatura deoperación de la turbina, optimizaron los materia-les y la geometría del compresor y de las hojas dela turbina, redujeron las pérdidas de enfriamientocon aire y adaptaron la caldera, la turbina de va-

sean óptimamente armonizados. La turbina devapor, por ejemplo, (ver Pictures of the Future,Primavera de 2008, p. 32) fue diseñada específi-camente para la temperatura de los gases de es-cape de la turbina.

El tamaño gigantesco de la caldera, entre laturbina de vapor y la turbina a gas, es necesariopara convertir eficientemente el gran volumen degases de escape en vapor. La caldera pesa 7.000toneladas métricas y contiene intercambiadoresde calor con una superficie de 510.000 metroscuadrados. "La planta de energía de ciclo combi-nado debe ser perfectamente coordinada hastael último detalle", dice Fischer. "Es como un carro–el mejor motor no funciona bien si no es instala-do en el chasis apropiado".

El Fino Arte de la Ingeniería. Los desarrollado-res lograron tiempos de arranque y de apagadomás rápidos en la planta, enfriando la turbina agas exclusivamente con aire y optimizando hi-dráulicamente la brecha entre las hojas rotativasy la cubierta. Esto se logró ajustando la posición

para los procesos de evaluación. Estos midieronparámetros como la presión y la temperatura, lasvibraciones de la hoja rotativa, el espacio en lapunta de las hojas rotativas, los flujos, las fuerzasmecánicas y las velocidades rotacionales. Los re-sultados se utilizaron para afinar y optimizar laSGT5-8000H.

Demanda Mundial. Los clientes están haciendofila por la turbina a gas que batió todos los ré-cords. Corea del Sur ha ordenado una planta deenergía de ciclo combinado que está programadapara ser entregada en el 2012, y un proveedor deenergía de Florida ha ordenado seis de las nuevasturbinas a gas en la versión de 60 hercios, que lepermitirá ahorrarse aproximadamente $1 billónen costos de operación, mantenimiento y de ca-pital durante el ciclo de vida de las turbinas.

Las plantas de energía de ciclo combinado enlos EE.UU. actualmente tienen una eficienciapromedio de menos del 40%. Si todas estas uni-dades utilizaran la nueva turbina a gas de Sie-mens, se podría generar una electricidad adicio-

por y el generador, a la turbina a gas. Pero la ma-yor contribución de los ingenieros a la eficienciabatidora de récords de la planta fue aumentar sutemperatura de combustión de aproximadamen-te 1.400 grados Celsius, en el modelo anterior, aaproximadamente 1.500 grados en la nueva tur-bina a gas. Como la temperatura en la superficiede las hojas de la turbina es también correspon-dientemente más alta, se necesitó incluso mayorprotección contra el calor.

Así, Las hojas de la turbina fueron hechas deuna aleación de níquel que se solidifica como uncristal en la dirección de la carga, haciéndolas parti-cularmente resistentes a la fractura. Luego hay unrevestimiento de barrera térmica de dos capas queofrece aislamiento al calor. Las características deenfriamiento por aire de las hojas fueron optimiza-das. Los desarrolladores optimizaron también losperfiles de las hojas para reducir las pérdidas cau-sadas por la turbulencia en la punta de las hojas delcompresor. Lo hicieron simulando la dinámica tri-dimensional de los líquidos dentro del compresor –un caso particularmente desafiante para la simula-ción por computador.

Conseguir la alta eficiencia de la turbina a gasrequiere también que todos sus componentes

de los rotores en tres milímetros, lo cual, a su vez,evita colisiones entre las hojas y la cubierta du-rante un arranque rápido. Este método de enfria-miento con aire es más adecuado para la flexibili-dad deseada que el enfriamiento parcial ocompleto, porque elimina la necesidad de espe-rar la generación de vapor al arrancar la turbina.Otro secreto del éxito de la turbina es la combina-ción de las mejores tecnologías de Siemens de lacompañía americana Wes-tinghouse, que Siemensadquirió en 1998. Aunquese mantuvo el diseño supe-rior del rotor de la turbinade Siemens, los ingenierosdecidieron utilizar la cáma-ra de combustión de Wes-tinghouse porque era más fácil de evaluar en elbanco de pruebas que la cámara de combustiónde Siemens.

La evaluación exhaustiva caracterizó el de-sarrollo completo de la SGT5-8000H. La sociedadcon E.ON hizo posible realizar pruebas bajo con-diciones reales en Irsching desde el 2007 hasta el2009. Para analizar con precisión el comporta-miento de la planta, se instalaron 3.000 sensores

nal igual a la utilizada por 25 millones de ameri-canos cada año –sin causar emisiones de CO2

adicionales. Con el fin de evaluar exhaustiva-mente la turbina de 60 hercios, Siemens invirtiómás de €17 millones en actualizar y ampliar elárea de evaluación, en su planta de turbinas agas de Berlín. La turbina para el cliente de Floridaha estado bajo intensa evaluación desde julio de2011. Y los cazadores de récords de Siemens es-

tán determinados en que sus turbinas sigan sien-do las campeonas. "Espero que podamos mejo-rar la eficiencia de la planta de energía de ciclocombinado en un punto porcentual adicional encinco años, utilizando una turbina a gas inclusomás grande y más caliente. Eso hará la tecnolo-gía incluso más económica y medioambiental-mente compatible", dice Balling.

Fenna Bleyl

Un proveedor de energía de EE.UU. seahorrará cerca de $1 billón durante elciclo de vida de seis de las turbinasque rompieron récords

Uso Eficiente de los Recursos | Cadenas de Suministro Optimizadas

Una cadena es sólo tan fuerte como su eslabón más débil. Por eso, si un proveedor empieza a tenerproblemas con la calidad y la confiabilidad, esto afecta a toda la cadena de producción. Siemens halanzado un programa que puede ayudar a los proveedores a luchar para conseguir una base sólida.

Clientes como Clemens Schmees y su equipo (página

siguiente, arriba) están encantados con los resultados

de las recomendaciones del programa Sistema de

Producción de Siemens, que incluye mejoras en los

procesos de operación y fabricación (página

siguiente, abajo).

Fundición con alma y corazón. Ese es el lema deEdelstahlwerke Schmees GmbH, una compa-

ñía alemana fundada en 1961 y que, rápidamente,se convirtió en una grande y exitosa fundidora. En1993 la compañía trasladó sus oficinas principalesdel estado de North Rhine-Westphalia al estado deSaxony. El volumen de órdenes fue positivo –espe-cialmente para las partes de acero inoxidable fun-dido, para bombas y turbinas. Y en el 2008 la com-pañía, que en el momento tenía una fuerza laboralde 360, invirtió cerca de €10 millones en nuevosespacios de producción en Langenfeld (cerca deDüsseldorf) y Prima (cerca de Dresden).

Pero los años de boom de 2007 y 2008 traje-ron también problemas. Debido al incrementodel número de órdenes, la compañía se vio en di-ficultades para cumplir con los plazos de entrega.Y la calidad del producto empezó a sufrir. "Nues-tro desempeño no era el ideal", admite libremen-te el propietario, Clemens Schmees. Siemens es-taba preocupado también, porque SchmeesGmbH es un socio estratégico importante que su-ministra hasta siete toneladas métricas de cola-dos pesados para las turbinas a gas, aparte de serel líder de los precios en su campo. SchmeesGmbH es el único proveedor para algunos pro-yectos de Siemens, y como Siemens está intere-sado en sociedades con proveedores sosteniblesde larga duración, se dio cuenta que tenía quehacer algo.

Apoyando a los Proveedores

Barbara Kux, Jefe de Administración de laCadena de Suministro, y miembro del Directo-rio de Siemens, quien es responsable de lasadquisiciones a nivel global, estaba determi-nada en resolver el problema. "Estamos clasifi-cadas entre las mejores compañías del merca-do, y queremos seguir mejorando nuestraventaja competitiva en el futuro", dice Kux,quien es originaria de Suiza. "Sólo podremosalcanzar esa meta con una cadena de suminis-tro flexible y efectiva. Eso significa que todosnuestros socios tendrán que continuar luchan-do por mejorar su desempeño y optimizar elproceso de suministro como un todo".

Proveedores Aerodinamizados. Siemens deci-dió aplicar su Sistema de Producción Siemens(SPS) interno, a uno de sus proveedores por pri-mera vez. Durante años, Siemens ha estado utili-zando el sistema para mejorar el rendimiento desus propias plantas (Pictures of the Future, Prima-vera de 2009, p. 30). SPS se centra en la produc-ción aerodinamizada, que busca que cada fase dela producción sea organizada con la máxima efi-ciencia. Los periodos en los cuales un productono está siendo procesado o no se está moviendohacia delante en el proceso de producción sonconsiderados de desperdicio, porque no se estáagregando ningún valor al producto en esostiempos. Esto ocurre cuando hay demoras pro-

longadas antes de que las piezas sean procesadasadicionalmente, por ejemplo, o cuando las piezastienen que ser desplazadas largas distancias has-ta la siguiente fase de producción.

La propuesta de Siemens fue bien recibida enPirna. "Nos pusimos de acuerdo", dice Schmees."Sabíamos que podíamos mejorar, por lo que unaoferta como ésta sólo nos podría ayudar a lograr-lo". La planta de acero respondió al proyecto deuna manera muy positiva, dice el Dr. Bernd Müs-sig, quien coordinó el proceso en su rol como Jefede Desarrollo de Operaciones de Siemens.

En agosto de 2010, los expertos de SPS viaja-ron a Pirna, analizaron el proceso de producciónallí, e hicieron recomendaciones para optimizar-lo. "Sólo ofrecemos asesoría", explica Müssig. "Lacompañía proveedora es responsable de ponerlas ideas en práctica". Los empleados de la plantafueron también entusiastas y participaron con ungran sentido de motivación.

Basada en las recomendaciones de Siemens,Schmees GmbH introdujo elementos del sistemakanban, un concepto que se enfoca en el últimopaso del proceso de producción. Esta unidad delproceso le notifica a la unidad predecesora que senecesitan proveedores adicionales cuando caepor debajo del nivel mínimo previamente defini-do. Eso significa que todas las unidades prece-dentes producen sólo lo que realmente se puedefabricar en el último paso. Las piezas de trabajo

98 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Otoño 2011 99

son enviadas a estaciones reguladoras especialesy recogidas muy rápidamente para su procesa-miento adicional. Como resultado de la imple-mentación de este sistema, ya no hay más cola-dos sin terminar apilados en Schmees GmbH. Laproducción es eficiente, y los tiempos de produc-ción se han vuelto más rápidos.

Adicionalmente, los cuellos de botella que lostrabajadores encontraban a veces con las herra-mientas fueron eliminados, y el control mecánicofue optimizado. El área exterior previamente utili-zada para el almacenamiento de las piezas fuelimpiada también.

En mayo de 2011 un cambio estaba en mar-cha. "El valor de confiabilidad del cumplimientode los pedidos de la compañía aumentó más del80%", dice Müssig. Y según Schmees, los recla-mos de los clientes han disminuido significativa- Prescripción Ecológica para los Proveedores

Siemens ha buscado utilizar la energía de manera económica, en sus sitios de fabricación, durante algún tiempo.

Para lograrlo, la compañía lanzó el Programa Eficiencia Energética (EEP) en el 2006. Desde entonces, el programa

ha estado ayudando a descubrir y aprovechar el potencial de ahorro en los sitios de producción de la compañía

(Pictures of the Future, Otoño de 2007, p. 37). En el 2010 el EEP había conducido a una mejora del 11% en la

eficiencia del uso de la electricidad, en promedio, y a una ganancia de eficiencia del 23% en el área de energía

primaria y calefacción de barrios.

"La eficiencia energética es el aporte más efectivo a la protección del clima", dice Barbara Kux, la Miembro del

Consejo Administrativo de Siemens y responsable del Manejo de la Cadena de Suministro y Sostenibilidad. Y

ahora, con el programa EEP4S (EEP para Proveedores), Kux está trayendo a los proveedores al Consejo también.

"Gran parte del valor de nuestros productos es adicionado por los proveedores, por lo que resulta lógico

integrarlos a nuestro programa EEP", dice ella. Ambas partes pueden esperar beneficiarse de este esfuerzo,

porque una compañía que ahorra energía, reduce sus costos de producción y se hace más competitiva.

Sin embargo, las estructuras de los proveedores pueden variar enormemente. "Esa es la razón por la que el EEP4S

tiene cuatro niveles diferentes, lo que produce como resultado una fuente única de consulta que tiene en cuenta

estas diferencias ", dice Birgit Heftrich, quien maneja el proyecto general. Si el proveedor opta por el "Nivel 1" del

programa, asesores medioambientales certificados de Siemens visitan la compañía y pasan varios días en el sitio.

Ellos inspeccionan a fondo los locales, analizan las características estructurales de los edificios, miden el uso de la

energía, estudian las rutinas operacionales y de mantenimiento, y evalúan los contratos de compra.

Todo es documentado en un reporte a fondo. "Esta es una guía detallada concreta para reducir el consumo de

energía", dice Heftrich. El documento no sólo enuncia los resultados sino que recomienda también qué pasos se

deban tomar. Indica qué tipo de inversiones se necesitan para estos pasos y qué tan rápidamente se puede conseguir

el retorno de la inversión, en términos de ahorro de energía. El proveedor paga los costos de la asesoría. Para las

compañías con volúmenes de compra más pequeños, EEP4S ofrece también una herramienta de autoevaluación

basada en la Web, gratuita, con la opción de obtener asesoría de expertos de Siemens a nivel remoto.

La efectividad del EEP4S se ve claramente en el ejemplo de Schmolz + Bickenbach Guss GmbH, que opera la

planta en Krefeld. Esta fundición le suministra a Siemens colados de acero fabricados en un proceso de alto

consumo de energía, finalmente utilizados en las turbinas a gas y de vapor. Schmolz + Bickenbach está muy

complacido con los resultados del EEP4S. "En el primer año tuvimos éxito en recuperar la mitad de las inversiones

hechas hasta ahora", informa El Director Administrativo Hans Schlickum (foto, parte superior). Schlickum está

ahorrándose €14.000 al año con una sola medida de ahorro de energía –el precalentamiento individual de los

cucharones de fundición para transportar el acero colado. Adicionalmente, la compañía nombró a un funcionario

de energía que reporta directamente a la gerencia, y todos los procesos de la compañía fueron estudiados y

clasificados según su compatibilidad medioambiental. Schmolz + Bickenbach lanzó también un programa de

conservación de energía que diseñó para educar a los empleados con respecto a la eficiencia energética y la

conservación de los recursos.

"Esta es realmente una gran validación de nuestro programa", dice Kux. Y ella tiene aún grandes planes para el

EEP4S. "Después de conseguir vincular 160 proveedores con una producción energéticamente intensiva en el

año fiscal 2010-2011, queremos vincular otros 840 proveedores en el 2012, principalmente por medio de

nuestra herramienta de autoevaluación gratuita" explica ella. En el largo plazo hay planes también de crear una

etiqueta de eficiencia energética. "El EEP4S se convertirá en una parte establecida del sistema estandarizado de

manejo de proveedores en todo Siemens", dice Kux.

Nils Ehrenberg

mente. "Debido a la producción más rápida, po-demos ahora aceptar más pedidos, incrementan-do también las ventas", añade él. La sociedad conSiemens ha sido puesta también sobre una basesegura. "Nos gustaría mejorar la confiabilidad delos proveedores en más del 90%", dice Müssig. "Siel precio beneficio no cambia, entonces el volu-men de compras de Siemens podría aumentarsignificativamente también".

En vista de estos resultados positivos, Sie-mens ha lanzado un programa completo llamadoSPS@Suppliers e intenta extenderlo a otros sociosde la cadena de suministro. En el largo plazo, seespera que SPS@Suppliers se convierta en un ele-mento establecido del proceso de desarrollo delos proveedores. Y Schmees GmbH no está dur-miendo en sus laureles tampoco –la compañíaespera convertirse en la mejor fundidora de acerode Europa en el 2020.

Nils Ehrenberg

Uso Eficiente de los Recursos | Materias Primas

La demanda de materiales de alto rendimiento, como metales de tierras raras, va en aumento a nivelmundial. Pero muchos de estos materiales se están volviendo escasos. Esa es la razón por la que losexpertos de Siemens están desarrollando tecnologías diseñadas para mejorar la utilización, elreciclaje y la sustitución de estos materiales clave.

Una investigadora de Corporate Technology

analizando las propiedades magnéticas. Siemens

está estudiando cómo poderosos magnetos

permanentes pueden ayudar a reducir el uso de

elementos de las tierras raras.

Los productos ecológicos están ganando te-rreno tan rápidamente que los científicos de

materiales están haciendo sonar la alarma. Losmagnetos permanentes para las turbinas deviento son un caso puntual porque requierenmetales de tierras raras, como neodimio, prase-odimio y disprosio. Cuando estos materiales soncombinados óptimamente, su densidad energé-tica –la unidad de energía magnética almacena-ble– excede los 400 kilojulios por metro cúbico(kJ/m3). Ese valor es tan alto que los sistemasmagnéticos, en comparación con los materialesmagnéticos convencionales, se pueden hacersustancialmente más pequeños o significativa-mente más poderosos.

La designación "tierra rara" es actualmenteun poco engañosa, porque varios de estos me-tales, como el neodimio, no son realmente ra-ros. Estos son incluso más comunes en la corte-za de la tierra que el plomo, por ejemplo. Elproblema es que se han descubierto pocos de-pósitos importantes.

Muchas tierras raras se pueden encontrar enMongolia Interior, en el Oeste de Australia, enGroenlandia, en Canadá y en los EE.UU. Pero el97% de la producción mundial de elementos detierras raras se concentra actualmente en China.

Alternativas al Crear

"Luego, estamos enfrentando un problema de re-cursos", advierte el Dr. Thomas Scheiter, Jefe delcampo de tecnología global para la Sustitución yel Reciclaje de Materiales, de Siemens CorporateTechnology (CT).

Y estos recursos son muy difíciles de obtenersin ella. Por ejemplo, los magnetos que contienensólo el 4% del metal pesado gris-plata disprosio,conllevan un nivel de estabilidad de la tempera-tura que los convierte en ideales para utilizar enlos sistemas de energía eólica. Pero hoy, el dispro-sio es hallado sólo en depósitos de baja produc-ción, y los depósitos alternativos no se desarrolla-rán hasta después de cinco años o más, haciendolos cuellos de botella en materia de suministroscasi inevitables.

Sin embargo, otros depósitos de tierras ra-ras, como los de la mina Mountain Pass en Cali-fornia, pronto podrían salir al comercio. Más re-mota es la explotación de los depósitos detierras raras que se descubrieron a mediados de2011 bajo el lecho del Océano Pacífico, no lejosde Hawái y Tahití.

Enganchados a las Tierras Raras. El núcleo delproblema es el hecho de que los metales de lastierras raras son requeridos para muchos produc-

tos de alta tecnología, como motores eléctricos,teléfonos celulares, dispositivos láser y televisoresLCD. Y la introducción de los bombillos ahorrado-res de energía, cuyos materiales fluorescentes re-quieren también elementos de las tierras raras,han aumentando aún más la demanda. "Las ex-celentes propiedades de los elementos de las tie-rras raras han conducido al desarrollo de nuevosproductos, los cuales han impulsado el mercadoadicional", explica el Dr. Ulrich Bast, encargado deInnovaciones Tecnológicas de CT en Múnich.

Los motores eléctricos, por ejemplo, puedenoperar bien con magnetos de dos bobinas, o conuna bonina y un solo magneto permanente. Lasmáquinas sincrónicas equipadas con magnetospermanentes son una clase independiente demotores y generadores. Estos pueden reducirsustancialmente el peso de las turbinas de viento."El uso de materiales convencionales, como hie-rro y cobre, resulta en una máquina pesada", diceel Dr. Gotthard Rieger, quien dirige Desarrollo deMateriales Magnéticos en CT. Una solución mu-cho más elegante sería equipar los rotores exter-nos, que "aprovechan" la energía rotacional deeste tipo de turbinas, con magnetos delgados deneodimio-hierro-boro que inducen un campoeléctrico en las bobinas. En los sistemas de ener-

100 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Otoño 2011 101

gía eólica convencionalmente diseñados, un jue-go de engranajes masivo convierte la rotación re-lativamente lenta en rotación rápida, lo cual ge-nera energía eléctrica en el generador. Sinembargo, las nuevas versiones están diseñadaspara utilizar magnetos permanentes, basados enelementos de las tierras raras, para generar ener-gía directamente de la rotación lenta. Las venta-jas son; que no se necesita el juego de engrana-jes, se reduce el peso, y se requiere de menosmantenimiento, lo cual es una ventaja en las apli-caciones costa afuera. Siemens ofrece ya turbi-nas sin engranajes en los sistemas de 3 megava-tios y 6 megavatios.

Lo que esto significa es que la demanda deelementos de las tierras raras continuará au-mentando. Y lo que es más, China va a jugar unpapel en expansión constante en las turbinas deviento y en los vehículos eléctricos, por lo queconsumirá más de sus propios recursos. Sie-mens está abordando este reto dentro del con-texto de un proyecto avanzado. Por ejemplo, los

investigadores liderados por Thomas Scheiterestán realizando un análisis de los materialesclave que la compañía utiliza y en qué cantida-des. Ellos analizarán luego la información delmercado actual para determinar si hay materiasprimas cuyo uso se deba considerar como críti-co en cuanto a su disponibilidad.

Si la respuesta es afirmativa, los casi 200 cien-tíficos de materiales de CT enfrentarán la tarea dedesarrollar alternativas. Dada la inminente esca-sez de elementos de las tierras raras, la compañíaha lanzado un proyecto diseñado para desarrollarnuevos tipos de magnetos permanentes podero-sos. Estos magnetos tendrán que producirse,bien sin elementos de las tierras raras o con sólopequeñas cantidades de éstos.

"Con el fin de utilizar el disprosio más eficiente-mente de lo que se ha hecho en el pasado, porejemplo, ya no vamos a distribuirlo a través de to-dos los materiales del magneto", dice Rieger. "Envez de esto, crearemos una estructura en la cual

este elemento se concentra sólo en los límites de lacristalita, dentro de la parte de neodimio-hierro-boro de cada magneto". Esto se puede lograr apli-cando una capa delgada de disprosio al magnetoterminado, y luego utilizando un tratamiento decalor para difundirla a lo largo del límite de granoen el interior. Este método reduce drásticamente eluso del disprosio, sin modifi-car las propiedades necesa-rias o incluso, mejorándolas.

Edad de Hierro. Otros con-ceptos buscan producir mo-tores que sean hechos com-pletamente sin elementosde las tierras raras. Existenya magnetos permanentes compuestos de óxi-dos de hierro con mezclas de otros óxidos. Sinembargo, el problema aquí es que sin pretrata-miento especial estos magnetos de cerámicassinterizadas tienen, en promedio, sólo una déci-ma parte de la densidad de energía de los mag-

incluso sobrepasará la de los magnetos de tierrasraras.

Otra forma posible de conseguir la utilizaciónsostenible de elementos de las tierras raras es re-ciclar estos materiales de los motores eléctricos.Pero, de hecho, no hay métodos prácticos parahacerlo. En vez de ello, los motores eléctricos

usualmente terminan en fundiciones. "Es ciertoque el material es reciclado, pero las tierras rarasse mezclan con el resto y simplemente se pier-den", dice Bast. Con esto en mente, los investiga-dores de Siemens han empezado a desarrollar unproceso que empieza con la remoción de los

netos elaborados con tierras raras, haciéndolosinapropiados para muchas aplicaciones de moto-res y generadores.

Con el objetivo de minimizar la necesidad deelementos de las tierras raras, un equipo de Sie-mens está trabajando así en un material innova-dor basado en un compuesto de hierro-cobalto,en el cual barras magnéticas del tamaño de unnanómetro, encadenadas como un collar de per-las, son colocadas en una matriz. "Podremos utili-zar estas nanoestructuras para crear un magnetopermanente optimizado, y eventualmente paradesarrollar una alternativa para los elementos delas tierras raras", dice Rieger. En Siemens, en Mú-nich ya hay una instalación de laboratorio parasintetizar e investigar estos materiales magnéti-cos innovadores. Pero ¿no es esta nueva solución,como volver a la "edad de hierro"? En principio, elhierro es un material magnético excelente", diceRieger. Pero es todavía muy pronto para decir si ladensidad de energía de este material igualará o

magnetos de los motores y comprende varias fa-ses de reciclaje. "En el caso más sencillo, ustedsimplemente retira los magnetos de un motorviejo y los instala en uno nuevo", explica Bast.Pero eso no funcionaría siempre, porque los mag-netos usualmente no encajan. Se están haciendoesfuerzos, por ende, para diseñar productos des-de el mismo inicio, de forma tal que hagan posi-ble remover los magnetos permanentes de unmotor con relativa facilidad para su reciclaje. Paraeste proyecto, que es apoyado por el MinisterioAlemán de Investigación, se emplean tambiénsociedades con instituciones y compañías, con elfin de desarrollar procesos para concentrar selec-tivamente los materiales magnéticos de las fundi-ciones en desechos, y para recuperar los metalesde las tierras raras de éste. Los investigadores es-timan que este proceso estará listo para su uso in-dustrial en pocos años.

El uso ahorrativo de elementos de las tierrasraras o su sustitución beneficiaría también al me-

Los científicos de Siemens estándesarrollando tecnologías parareciclar las tierras raras de los motoreseléctricos chatarrizados.

Uso Eficiente de los Recursos | Tratamiento del Agua

El agua es un recurso precioso, especialmente en los mercadosemergentes. Las instalaciones de Siemens en Kalwa, India,recicla sus aguas residuales con una de las iniciativasmedioambientales que ganó el Premio Vasundhara 2011 – unsistema de tratamiento de aguas residuales que utiliza plantas.

Cualquiera que pague por visitar la nuevaplanta de tratamiento de aguas residuales de

la fábrica de Kalwa, cerca de Mumbai, pensaráque ha entrado a un oasis. Entre las salas de pro-ducción y las áreas cubiertas con asfalto descansaun pequeño tanque recolector que contieneagua tratada –espumosa, de color turquesa y cla-ra como el vidrio. Cerca a éste está un recipientelleno de grava, en el cual cañas de metros de altu-ra crecen junto con plantas que producen floresrojas. "En un área de aproximadamente 1.000metros cuadrados, reciclamos toda el agua resi-dual de nuestras subplantas, al igual que la deledificio administrativo", dice Jeevan Rao, jefe deldepartamento de Seguridad y Medio Ambientedel Grupo Siemens, de Asia del Sur. La nuevaplanta de tratamiento de aguas residuales con suhumedal artificial es una parte importante de lainiciativa medioambiental de Siemens, que fuehonrada con el prestigioso Premio Vasundhara,en junio de 2011. El Premio Vasundhara es el pre-mio medioambiental más importante del estadodel sur de India de Maharashtra.

El sistema de reciclaje de agua utilizado en lafábrica de Kalwa funciona como un pantano. Envez de depender de tecnología avanzada, el siste-

Planta de Aguas Residuales en el Patio

ma emplea un ecosistema de plantas y microorga-nismos que elimina las sustancias peligrosas delagua residual. El sistema tiene una cascada de 32recipientes que tratan el agua mecánicamente aligual que biológicamente. Por ejemplo, la gravacontiene partículas suspendidas en el agua, mien-tras que las plantas producen oxígeno y sus raícesgarantizan que el lecho de grava esté bien ventila-do. Las bacterias descomponen las sustancias or-gánicas –como los residuos de comida o de polvodel lavado de manos –en dióxido de carbono yagua. Y los compuestos de nitrógeno, como lasproteínas o la urea, son finalmente convertidos engas nitrógeno inofensivo. Al final de la instalaciónde limpieza, que tiene más de 90 metros de longi-tud, el agua tratada es tan limpia que incluso losmosquitos ya no se interesan por ella. Un sistemade tuberías canaliza luego el agua hasta el edificioadministrativo de Siemens, y hasta los jardines ybaños, donde el ciclo empieza de nuevo.

Ventajas Naturales. "Aparte de ser efectiva, ba-rata y fácil de mantener, la instalación parece idíli-ca", dice Rajiv Agaskar, Funcionario de Sostenibili-dad de Siemens Real Estate, India. "Nos permiteahorrar hasta 12 millones de litros de agua al

dio ambiente. "Ya está claro hoy que será posiblefabricar magnetos de manera más sostenible enel futuro", afirma el Dr. Ute Liepold, Gerente delProyecto en la unidad de Sustitución y Reciclajede Materiales de Siemens.

Eso es importante porque la explotación delos metales de las tierras raras está teniendo unimpacto medioambiental sustancial, y especial-mente en China, porque se utiliza ácido para eli-minar los minerales de las perforaciones.

Una Solución Natural. Aunque a los elementosde las tierras raras se les ha asignado actualmentela más alta prioridad entre las materias primas crí-ticas, otras sustancias están despertando preocu-pación también. "Los metales refractarios particu-larmente robustos son también problemáticos,debido a los potenciales cuellos de botella de en-trega", dice Liepold. Estos metales incluyen nio-bio, tungsteno y molibdeno, los cuales son utiliza-dos en los tubos de rayos X, interruptores y otrasaplicaciones que requieren una alta resistencia alcalor, combinada con cierto grado de maleabili-dad y conductividad. "No hay ciertamente ningu-na solución a la mano para este problema", diceLiepold. "En vez de ello, necesitamos buscar alter-nativas disponibles para estos materiales".

Otros materiales críticos incluyen metalescomo platino, paladio, indio, galio y germanio. Laperspectiva en términos de suministros de oro,plata y cobre es un poco menos dramática, aun-que sus precios probablemente continuarán su-biendo. El prospecto de precios más altos de mu-chos de los materiales clave está siendo abordadopor los investigadores de Siemens. Por ejemplo,un proyecto está ya enfocado en utilizar aluminio(que cuesta casi la mitad de lo que cuesta el co-bre) en lugar de cobre en los conductores eléctri-cos. "Cerca del 20% del cobre puede ser reempla-zado por aluminio durante la primera fase", diceLiepold. En otro proyecto, cuyo objetivo es obviarla necesidad de soldadura de plata, se está inves-tigando la soldadura láser (ver Pictures of the Fu-ture, Otoño de 2008, p. 22).

Siemens está realizando también investiga-ción con el objetivo de producir plásticos de fuen-tes que sean más sostenibles que el petróleo. Suenfoque actual es en biopolímeros que se pue-dan producir a partir de frutas que contenganaceite, como la planta de aceite de ricino.

Siemens está actualmente utilizando políme-ros termoplásticos convencionales, por ejemplo,en lámparas de propósitos especiales, para apli-caciones en tecnología médica, y para las cestasde clasificación en las aplicaciones de correo au-tomatizadas. Desde la perspectiva de Liepold,utilizar bioplásticos para reemplazar estos polí-meros en el futuro será el siguiente paso lógico."Como compañía ecológica tenemos que prestarespecial atención al tema de las materias pri-mas", dice Liepold.

Rolf Froböse

102 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Otoño 2011 103

Plantas manejan el tratamiento del agua en las

instalaciones de Siemens en Kalwa, India,

donde 3.000 empleados fabrican equipos de

conmutación y transformadores.

tén volviendo más populares en todo el mundo.Su única desventaja es que ocupan mucho espa-cio. Una ciudad de 100.000 habitantes necesitaríauna instalación casi tan grande como 60 canchasde fútbol. Y la instalación no tiene sistema de con-trol, haciéndola inapropiada para el agua residualcuya composición fluctúe enormemente.

El humedad, recientemente construido enKalwa recicla dos tipos de agua residual, la cuales primero recolectada por separado y pre-trata-da. La mayoría de esta agua proviene de baños,fregaderos y del comedor. Es canalizada en untanque de precipitación, donde sustancias sóli-das que son a veces muy olorosas se puedenasentar. El agua residual de las salas de produc-ción de Siemens contiene principalmente gotasde aceite finamente distribuidas, las cuales sonpre-tratadas por separado antes de que el aguasea enviada al humedal.

"Toda el agua pre-limpiada fluye luego a tra-vés del humedal", dice Agaskar. Los recipientes

de concreto de la instalación de variados tama-ños tienen más de un metro de profundidad ytienen una pendiente hacia abajo. Barreras ha-cen que el agua fluya hacia el recipiente en laparte superior y que salga nuevamente en el fon-do. "Nuestra instalación purifica el agua horizon-tal y verticalmente, consiguiendo un 95% de efi-ciencia –mejor que el 90% de eficienciaconseguida con muchas plantas de tratamientoconvencionales", dice Agaskar.

Aunque la India es el hogar del 16% de lapoblación del mundo, el país tiene sólo el 4% delas reservas de agua del planeta. "Los niveles deaguas subterráneas están descendiendo cuatrocentímetros cada año", dice Agaskar. El cambioclimático probablemente empeorará esto. Loshumedales artificiales por sí solos no seráncapaces de resolver el problema. Pero dicenAgaskar y Rao, "todo componente esimportante".

Andrea Hoferichter

Reciclaje de Agua PersonalizadoEl agua residual que requiere de tratamiento,

antes de que se pueda reutilizar, difiere

ampliamente. No sólo el agua puede ser clara o

turbia, sino que puede contener también

impurezas orgánicas, patógenos o metales

pesados. Siemens Water Technologies ofrece una

amplia gama de productos y soluciones

personalizados para eliminar las sustancias

peligrosas, consiguiendo además ahorros

máximos de energía. Aparte de los métodos

tradicionales, las municipalidades y las compañías

industriales están, cada vez, más demandando tecnologías más compactas y energéticamente eficientes, como

el sistema del Bioreactor de Membrana MemPulse (MBR) de Siemens. Los poros de las membranas del sistema

son tan diminutos que sólo las moléculas de agua pueden pasar a través de éstos. Se previene el paso de

biomasa, bacterias e incluso de virus a través de los poros. El sistema utiliza explosiones de aire a lo largo de los

poros de la membrana para evitar que se tapen. En comparación con los reactores convencionales, que

continuamente bombean aire a través de las membranas, el método de Siemens reduce el consumo de

electricidad en más de un tercio. El sistema EcoRight MBR, actualmente en desarrollo, está diseñado para

satisfacer requerimientos de descarga de agua muy estrictos para la reutilización del agua residual. El efluente del

MBR es alimentado a un sistema de ósmosis inversa, purificando el agua aún más para que pueda ser reutilizada

como agua de alimentación de la caldera, agua refrigerante y otra agua del proceso. El sistema EcoRight ha sido

exitosamente evaluado en una de las refinerías del productor de petróleo más grande del mundo, Saudi Aramco,

donde está tratando el agua residual de un separador de petróleo/agua.

Los estándares de calidad del agua reciclada pueden diferir también mucho. Mientras que algunas plantas

industriales reutilizan el agua como agua refrigerante o como alimentación de la caldera, otras la utilizan para los

servicios o como agua del proceso. El tratamiento adicional, si se requiere, para aplicaciones como fábricas de

bebidas o de semiconductores, es proveído por filtros de carbono avanzados, sistemas de intercambio de iones,

destilación, sistemas electroquímicos y cloración, y desinfección ultravioleta. Otro nuevo desarrollo es la Columna

de Micro Medios de Siemens (MMC), que puede eliminar metales pesados, como mercurio y cobre, del agua. En

este filtro, el agua contaminada fluye hacia una columna llena con partículas del tamaño de un micrómetro que

se unen químicamente a los metales pesados. El agua es purificada en un índice de producción que es

incomparable en la industria, con una efectividad por encima de los niveles de los requerimientos

medioambientales de hoy. Las aplicaciones de la Columna de Micro Medios incluyen el refinamiento del agua

residual en la generación de energía y el refinamiento de agua ultrapura en la industria petrolera y gasífera.

Andrea Hoferichter

año". Adicionalmente, el reciclaje del agua redu-ce los costos de agua pura de las instalacioneshasta en €4.500 anualmente. Y lo que es más,según Agaskar, el costo de construcción de la ins-talación es menor que su homóloga de alta tec-nología. La única tecnología que el sistema nece-sita son bombas y medidores de índice de flujo, yno tiene que ser continuamente monitoreada,como ocurre con las plantas de tratamiento deaguas residuales convencionales.

Dadas todas estas ventajas, no es sorprenden-te que las plantas de tratamiento de aguas resi-duales equipadas con humedales artificiales se es-

El hambre de energía de Brasil está haciendo que sus ingenieros sean más inventivos. Innovacionestecnológicas están impulsando la eficiencia y la estabilidad del suministro de energía. Con la ayudade Siemens, el país está aprovechando fuentes de energía no convencionales en sus campos y bajoel lecho oceánico.

En el 2009, Sao Paulo experimentó un corte de energía

de seis horas. Una forma de satisfacer la creciente

demanda de energía es producir electricidad utilizando

caña de azúcar (página de la derecha).

Ulisses Candido da Silva Junio mira el verdemar que lo rodea. Las colinas de la parte norte

del estado brasileño de Paraná se levantan comoolas y suavemente descienden hasta donde el ojopuede ver. Candido da Silva administra el Molinode Azúcar Santo Inácio, uno de los cinco sitios deproducción del Grupo Alto Alegre. El se limpia elsudor de su frente. "La cosecha ha empezado; enpocos días grandes camiones empezarán a traertoneladas de caña de azúcar", dice él. Su molino laconvertirá en azúcar y alcohol sin procesar, queahora se utiliza para energizar casi todos los carrosbrasileños. Más de la mitad de la caña de azúcarproducida en Brasil es convertida en etanol, que esluego utilizado para llenar los tanques en las esta-ciones de combustible de Brasil (ver Pictures of theFuture, Primavera de 2009, p. 90).

La compañía Alto Alegre es propiedad de la fa-milia, una tradición entre muchos de los molinosde azúcar brasileños. Pero ahora están ocurriendocambios a buen ritmo; las compañías de energíainternacionales están comprando a su antojo enel mercado y construyendo sitios de producciónmás grandes y más eficientes, y estas nuevasplantas están utilizando cada vez más automatiza-ción y tecnología ultramoderna. Candido da Silvaseñala el otro lado del Río Paranapanema, que se-para los estados de Paraná y Sao Paulo. A pocos ki-lómetros, se puede ver el contorno de otro molinode azúcar. "Ese molino fue comprado por una

104 Pictures of the Future | Otoño 2011

compañía noruega, recientemente. Si no crece-mos, eso nos pasará a nosotros también", dice elgerente del molino Santo Inácio.

Si es o no sostenible producir grandes cantida-des de combustible a partir de cosechas, es a vecesun tema de arduo debate. Una cosa está clara porlo menos: el biocombustible se está produciendoactualmente en Brasil más eficientemente que encualquier otra parte del mundo –gracias a méto-dos de producción eficientes, y también al radiantesol. Pero las comparaciones con otros países impli-can que la sola azúcar no satisfará el hambre cre-ciente de energía de Brasil. En comparación, un re-sidente de EE.UU. hoy consume más de seis vecesla energía que consume un brasileño.

Apagón de Seis Horas. Pero Brasil está alcan-zando la demanda de energía de EE.UU. Laafluencia y las demandas de la creciente clase me-dia –que ahora se dice, incluye a la mitad de la po-blación– están aumentando constantemente. Uti-lizando la regla de oro, los observadores esperanque la demanda de energía en los mercadosemergentes aumente en, aproximadamente, unpunto porcentual más que el índice de crecimien-to económico. La economía brasileña creció apro-ximadamente 7.5% en el 2010; la demanda deelectricidad creció poco menos del 8%. La redeléctrica está ya sobrecargada, y la insuficiente ca-pacidad de producción está generando apagones.

En el 2009, por ejemplo, un apagón golpeó aSao Paulo por seis horas, produciendo pérdidaseconómicas de aproximadamente $2.5 billones,según el estimativo de Gilberto Schaefer de Sie-mens Energy, en Brasil. Un año después, las lucesse apagaron en partes de ocho estados del nores-te del país. En vista de esto, los 333 molinos deazúcar de los estados de Sao Paulo y Paraná pue-den claramente ayudar en la lucha contra los apa-gones. Estos pueden producir no sólo azúcar y al-cohol sino electricidad también –algo que elmolino de Santo Inácio ya está haciendo.

La idea es un perfecto ejemplo de cómo utili-zar los recursos eficientemente. Empieza con laproducción de azúcar en sí. En varias etapas, lacaña de azúcar es cortada, desfibrada y aplasta-da. Pero en el pasado, el residuo que quedabadespués del prensado, conocido como "baga-zo", era considerado inaceptable y quemadobajo cielo abierto en los molinos. Sin embargo,ese ya no es el caso. "No podemos darnos ya ellujo de desperdiciar los tallos de caña de azú-car", dice Candido da Silva, señalando una pilade bagazo tan alta como una casa. Y agrega:"ahora quemamos esta basura de una maneracontrolada, y utilizando dos turbinas de vaporde 35 megavatios, generamos electricidad quepodemos alimentar a la red. Obtenemos cercade 170 reales por megavatio hora". Eso es elequivalente a €80.

Azúcar, Petróleo y Mentes Inventivas

Uso Eficiente de los Recursos | Investigación en Brasil

Pictures of the Future | Otoño 2011 105

la estabilidad de la red. Los primeros MSCs de Sie-mens entraron en servicio en el sur de Brasil, cer-ca de Curitiba, en el 2011.

Los MSCs son también un ejemplo perfectode los llamados productos S.M.A.R.T. (Sencillos,de mantenimiento amigable, asequibles, confia-bles y listos para el mercado), como los capacito-res muy asequibles producidos localmente, quese están evaluando ahora en Brasil, y que enca-jan perfectamente con las necesidades de lossegmentos del mercado a nivel básico. Además,en un grado incluso creciente, estos productosse están desarrollando en laseconomías emergentes (verPictures of the Future, Prima-vera de 2011, p. 56).

Especialistas de SiemensCorporate Technology en Ale-mania han ayudado a optimi-zar aún más los MSCs. Comoresultado, ahora potenciasnominales más altas son posibles, sin aumentarlas dimensiones de los capacitores. Y lo que esmás, Siemens Management Consulting ha ayu-dado a formular un plan de negocios para laproducción, venta y distribución de los MSCs, aligual que para desarrollar el cronograma delproyecto. "Para esta solución, vamos a manejartodos los negocios internacionales de Brasil",dice Tiburcio.

azúcar es grande, pero ¿qué tal una red de estasplantas? Dicha configuración, que es ahora co-nocida como una planta de energía virtual, esuna idea que los ingenieros de Siemens estánahora examinando. "Si convertimos más moli-nos de azúcar en el estado de Sao Paulo en pro-ductores de energía y los conectamos a la red,podríamos suministrar 4.5 gigavatios adiciona-les", dice Schaefer. Como referencia, la deman-da total de electricidad de Sao Paulo es de cercade 30 gigavatios.

La estrategia de combinar múltiples plantasde energía pequeñas en grupos tiene ventajas. Lamayoría de molinos de azúcar producen sólo cer-ca de 30 megavatios, y las inversiones requeridaspara conectarlos a la red serían desproporcional-mente altas si cada molino tuviera que asumirlasindividualmente.

Pero si las plantas vecinas son conectadas en-tre sí a través de mini redes, los costos de cone-xión de cada planta se reducirían. "Si además in-tegramos las plantas de energía de gas naturalpequeñas y flexibles y las pequeñas plantas deenergía hidroeléctrica a la red, podríamos au-mentar la cantidad de energía generada por re-cursos renovables a casi nueve gigavatios –y éstaestaría cerca de los clientes de Sao Paulo", agregaSchaefer. Eso sería prácticamente descartar la po-sibilidad de apagones causados por sobrecargas,como el que ocurrió en el 2009.

David Scaquetti de Siemens Energy. "Los transfor-madores rara vez se descomponen, pero si algosale mal, saldrá muy mal a gran escala", agregaScaquetti. Eso puede conducir no sólo a fallas deenergía, sino también al potencial de explosionespeligrosas, dice él.

Pero estos riesgos, junto con los costos asocia-dos a las inspecciones manuales de los transfor-madores individuales en intervalos de manteni-miento fijos, están disminuyendo rápidamente.Los clientes de Siemens pueden ahora tener sustransformadores automáticamente monitoreados

todo el día. Los mediciones de la temperatura y dela producción, por ejemplo, son enviadas vía Inter-net a un servidor de Siemens; y el análisis y la eva-luación de estos valores es enviado al cliente dosveces al día vía fax o e-mail. "Somos médicos en lí-nea de los transformadores", dice Scaquetti. "Po-demos recomendar que los clientes dejen sustransformadores en servicio más de lo planeado siestán en buen estado. Pero podemos advertirles

La inversión inicial de la compañía en equi-po de generación de energía fue amortizada endos años gracias al ingreso de las ventas deelectricidad. La mayoría del equipo requerido,incluida una subestación de energía, un con-vertidor de frecuencia y la automatización delproceso para la producción de azúcar y alcohol,fue suministrado por Siemens. La empresa de-sarrolló incluso una turbina de vapor –que esampliamente utilizada en Brasil– específica-mente para esta aplicación en fábricas de azú-car. Y fue capaz de reducir el precio de la turbi-na en comparación con los modelosalternativos en un 30% (ver Pictures of the Fu-ture, Primavera de 2009, p. 88).

Plantas de Energía de Azúcar para Sao Pau-lo. Una planta de energía a base de caña de

No lejos de la oficina de Schaefer en la Aveni-da Mutinga, en el noroeste de Sao Paulo, CarlosTiburcio, un empleado de Siemens Energy, estátrabajando en otra idea para estabilizar las redesde energía en Brasil y en otros mercados emer-gentes. "Desde luego, usted simplemente puedeampliar la red eléctrica, pero eso toma tiempo; yes además muy costoso", dice Tiburcio.

Su alternativa ahorradora de costos involucraa capacitores conmutados mecánicamente(MSC) –en términos sencillos, un gabinete llenode capacitores. Tan pronto como estos capacito-res sean encendidos o apagados mecánicamen-te, éstos podrán absorber o liberar energía en unabrir y cerrar de ojos. En otras palabras, puedenactuar como reguladores de electricidad. LosMSCs pueden equilibrar así rápidamente las fluc-tuaciones, antes de que estas últimas amenacen

El Medio Oriente y eventualmente Norteamé-rica son otros posibles mercados para los MSCs.Ya se ha recibido el primer pedido del extranjero.En otras palabras, los MSCs son una innovaciónbrasileña que está entrando exitosamente al mer-cado global.

Explosiones Peligrosas. Los colegas de Schae-fer en Jundiaí, norte de Sao Paulo, están trabajan-do también para hacer el suministro de energíabrasileño más eficiente. Su solución extiende lavida de servicio de los transformadores y reducelos costos de mantenimiento. "Los proveedoresde energía de Brasil tienen que gastar mucho di-nero en nuevas plantas de energía. Así que si po-demos reducir los costos de mantenimiento y mi-nimizar las fallas de los transformadores, habrámás para invertir en energías renovables", dice

Los clientes de Siemens puedentener ahora sus transformadoresmonitoreados automáticamentetodo el día.

106 Pictures of the Future | Otoño 2011

El Profesor Brito Cruz (55)ha sido Director Científico dela Fundación de Respaldo a laInvestigación del Estado deSao Paulo (FAPESP) –unaagencia que intenta impulsarla innovación y estimular lainvestigación, y el desarrolloen el estado brasileño de SaoPaulo –desde 2005. Entre el2002 y el 2005, Cruz fuePresidente de la renombradauniversidad brasileñaUNICAMP, donde obtuvo suPhD en física. Obtuvo su títulode bachiller en el InstitutoTecnológico de Aeronáutica.El Prof. Cruz ha trabajado paravarias organizaciones deinvestigación, incluida AT&TBell Labs en Nueva Jersey.

Innovación: La Clave para La economía de Brasil creció 7.5% en el2010. Si el país mantiene este ritmo podríaconvertirse en una de las cinco principaleseconomías del mundo en 20 años. Hoy, Bra-sil exporta principalmente materias primas.¿Qué papel desempeñan la investigación yel desarrollo en la economía brasileña?Brito Cruz: Sólo uno pequeño, desafortunada-mente. Las universidades están haciendo unbuen trabajo. Cerca de 12.000 grados de docto-rado son otorgados en Brasil cada año, y los in-vestigadores brasileños publican cerca de 30.000artículos científicos en publicaciones internacio-nales. Un área donde aún hay un problema es lacreación y el uso de innovaciones relevantes ennegocios. Allí hay todavía insuficiente comunica-ción entre la academia y la comunidad de nego-cios, por lo que hay mucho potencial inexplota-do. Las empresas y las universidades necesitanhablar más entre sí, y hacerlo de una manera es-tructurada.Ozires Silva: Estoy de acuerdo. No hay duda deque los brasileños son innovadores. Sólo miremoslas industrias de fuentes de energía renovable o dela aviación, por ejemplo. Nuestro trabajo allí es de-finitivamente de clase mundial. Pero todavía noscuesta mucho trabajo, en general, transformar lasinnovaciones en productos exitosos. Esto debido,en parte, a las condiciones bajo las cuales los em-presarios tienen que trabajar. Por ejemplo, Brasilquedó en el puesto 127 en el Índice de Hacer Ne-gocios del Banco Mundial en el 2010 –entre Mo-zambique y Tanzania. Los empresarios tienen quetratar con muchas regulaciones, prohibiciones yobligaciones. Los hombres de negocios llaman aeste inconveniente la "sobretasa brasileña".

¿Por qué es difícil transformar una idea enun producto innovador en Brasil?Brito Cruz: Tiene que ver con nuestra historia.Hasta los años 80's nuestro principal objetivo eco-nómico era reemplazar las importaciones costo-sas con productos locales. Las altas tasas de im-portación y las barreras redujeron la competenciapor artículos locales, facilitando que los obtuvie-ran en el mercado. Desafortunadamente, eso per-

Uso Eficiente de los Recursos | Entrevista

mitió también que productos brasileños de bajacalidad se volvieran exitosos. Ciertamente no fueuna receta de buena calidad, y no sirvió como in-centivo de la innovación. Un periodo de gran in-certidumbre económica empezó en los 80's,cuando la inflación se disparó por las nubes. Enese entonces, una compañía se beneficiaba másde contratar a un contador inteligente que fuerabueno en planeación de flujos de caja, que de re-clutar a un ingeniero innovador. Muchas compa-ñías están apenas aprendiendo qué tan impor-tante son las innovaciones. Ozires Silva:Hay también algunos obstáculosmuy concretos. Estos incluyen el hecho de quemuchas compañías tienen tecnologías innovado-ras y un plan de negocios viable pero no tienenacceso al capital necesario. Este problema lo agra-va aún más las altas tasas de interés de Brasil. Y loque es más, las personas cuya idea de negociosha fallado, con frecuencia no tienen una segundaoportunidad en Brasil. En contraste, si usted fallaen los EE.UU., la gente no lo considera inmediata-mente un perdedor; ellos creen que usted ha ga-nado una valiosa experiencia. La actitud de mu-chos brasileños –en particular los más jóvenes–es problemática. Muchos de ellos consideran quees más deseable obtener un puesto cómodo enun ministerio del gobierno que crear su propiacompañía. La innovación empieza en su cabeza.

¿Qué tipo de problemas ha experimentadopara crear un negocio en Brasil?Ozires Silva: Recientemente tratamos de lanzaruna nueva compañía cuyos productos eran unacrema para la piel, a base de látex natural, y aplica-ciones farmacéuticas. Dos investigadores de launiversidad de Sao Paulo me habían contactadoen el 2002 y me habían dicho que el látex contie-ne proteínas especiales que pueden retardar el en-vejecimiento de la piel y acelerar la cicatrización delas heridas. Aunque ahora tengo varias patentesinternacionales, los bancos se negaron a darnosdinero. En vez de ello, mis amigos y yo tuvimosque juntar nuestros ahorros y hablar con inversio-nistas de EE.UU. La principal dificultad para lacompañía es la falta de fondos de inversión.

también –por ejemplo, diciéndoles que si no ha-cen algo inmediatamente, habrá problemas enlos próximos 30 días". Esta solución se está utili-zando ahora para monitorear más de 120 trans-formadores. El que hayan sido ideados en Brasilno es coincidencia, cree Scaquetti. Los proveedo-res de energía aquí deben operar incluso más eco-

nómicamente que en los EE.UU. o Europa, dice él.Ellos están incluso más interesados en hacer unuso sistemático de cualquier oportunidad disponi-ble de reducir costos –sin sacrificar la seguridad.Más y más brasileños coinciden en que el uso cui-dadoso de los recursos es crucial para el desarrolloeconómico de su país. La sostenibilidad se ha con-

vertido en una palabra empleada por un númerocada vez mayor de políticos (ver Pictures of the Fu-ture, Otoño de 2010, p. 47).

Sin embargo, desde que se descubrieronnuevas reservas de petróleo en el 2007, Brasildebe tratar con una abundancia seductora tam-bién. Ubicado fuera de la costa de Río de Janeiro

Pictures of the Future | Otoño 2011 107

Generar Más Valor en Brasil

El Profesor Ozires Silva, 80,es presidente de Unimonte,una reconocida universidadprivada del estado de SaoPaulo. Ayudó a fundarEmbraer, el fabricante deaviones brasileño que hatenido éxito a nivelinternacional durante décadas.Silva fue presidente de losConsejos Directivos de lacompañía de energía Petrobrasy de la aerolínea Varig. Hatrabajado también comoMinistro de Infraestructura deBrasil. Silva estudió ingenieríade aviación en el InstitutoTecnológico de Aeronáutica yfue piloto de la fuerza aéreabrasileña durante cuatro años.

Brito Cruz: Una vez tuve mi propia empresapequeña, cuanto tenía 19. Con mis socios fui-mos los primeros en fabricar comercialmenteláseres en Brasil, e incluso vendimos unoscuantos. Hasta cierto punto, era cuestión depequeños ajustes, desde luego, y la abandonécuando empecé a estudiar. Pero me permitióhacer suficiente dinero como estudiante paracomprar un carro. Si el clima hubiera sido dife-rente entonces, quizás no hubiera buscado te-ner una carrera en la academia sino que, por elcontrario, hubiera tratado de convertirme enempresario.

¿Qué tipo de cosas puede hacer Brasil paravolverse más innovador?Brito Cruz: Hay muchas cosas muy específicasque podemos hacer. Por ejemplo, podemosbuscar subsidios e incentivos fiscales. Tendríasentido apoyar a las compañías brasileñas unpoco con subsidios de arranque en áreas dondetengan alguna ventaja. Estoy pensando aquí enel uso comercial de la biodiversidad en la regióndel Amazonas por parte de la industria farma-céutica, por ejemplo. Otras posibilidades inclu-yen el desarrollo de tecnologías innovadorasque puedan movernos hacia el área de la bioe-nergía o hacer más eficiente la perforación pe-trolera costa afuera. Lo mismo aplica para losincentivos fiscales, que deberían facilitarle a lascompañías invertir más en innovación.Ozires Silva: La universidad de aviación dondeestudié es un ejemplo de cómo los gobiernospueden invertir exitosamente en educación. Sinesta universidad y sus graduados, nunca hubié-ramos podido crear Embraer, que es ahora unade las compañías más exitosas de Brasil. Sin em-bargo tuvimos que ir a la raíz del problema ymejorar la educación en general –desde la es-cuela elemental hasta el nivel universitario. Porejemplo, simplemente no hay suficientes profe-sores y estudiantes en nuestro país. Créanlo ono, durante años a muchos colegios brasileñosno se les permitía contratar profesores del ex-tranjero. Ese fue uno de los resultados de lamentalidad proteccionista.

¿Qué papel desempeñan las grandescompañías internacionales con respecto ala investigación y el desarrollo en Brasil?Brito Cruz: Las compañías extranjeras con fre-cuencia traen su cultura de innovación altamen-te desarrollada a nuestro país, y de esta formadesempeñan el papel de modelos para los nego-cios brasileños. Ellos lo hacen también mostran-do cómo las inversiones en innovación puedenimpulsar las utilidades. Una cultura de innova-ción se puede comunicar, por ejemplo, cuandolas compañías internacionales trabajan estrecha-mente con los proveedores locales, o si la gentecambia de empleadores y llevan un cúmulogrande de conocimiento informal a sus nuevostrabajos. Más de la mitad del dinero gastado eninvestigación y desarrollo en Brasil proviene decompañías internacionales como Siemens.Ozires Silva:Debemos crear también compañíasinnovadoras propias que tengan éxito en el mer-cado mundial. Y no estoy hablando de firmas queextraigan materias primas del suelo y las envíen alexterior. Necesitamos generar más valor dentrodel país, pero eso es imposible sin innovación.

Después de alcanzar el éxito con el fabricantede aviones Embraer, ¿en qué industria esperausted que Brasil dé su siguiente golpe global?Ozires Silva: Probablemente en la tecnologíade la información y en salud. Sería obviamentegrandioso si nuestro país expande adicional-mente su exploración de nuestra, muy bien co-nocida, biodiversidad.

¿Cuál es el mejor lugar para realizar investi-gación, Sao Paulo o Río de Janeiro?Brito Cruz: Río es una de las ciudades más bellasdel mundo y yo nací allí. Nosotros los brasileñoshacemos mofa de que si usted vive en Río, duran-te sus horas de trabajo, usted piensa en dónde sa-lir a disfrutar después. En Sao Paulo, de otra par-te, usted piensa en trabajar mientras estádisfrutando. Pero dejando a un lado las bromas,ambas ciudades son fuertes centros de innova-ción que se complementan entre sí.

Entrevista realizada por Andreas Kleinschmidt

está el campo petrolero de Tupi, que podría con-tener hasta ocho billones de barriles de petró-leo. Pero el petróleo está enterrado profunda-mente debajo de la tierra –en algunos casos,está localizado a más de cinco kilómetros deba-jo del lecho oceánico. Alcanzarlo significa perfo-rar a través de varias capas de roca y una capa

corrosiva de sal –un desafío ideal para ingenie-ros innovadores. Como resultado, Río de Janeirose está convirtiendo en el centro global de in-vestigación en tecnologías para la recuperacióndel petróleo, utilizando equipo de perforaciónen el fondo del mar a profundidades extremas(ver p. 109).

En vista de esto, en el 2012 Siemens abrirá supropio centro de investigación y desarrollo espe-cializado en este campo en el Parque Tecnológicode Rio, en Río de Janeiro, en la isla conocida comoIlha do Fundão, en la mitad de la Bahía de Guana-bara. El Profesor Segen Estefen tiene ya su oficinaen la isla. Él dirige COPPETEC, la división del sector

El mar profundo es un lugar remoto y amena-zante. Es frío y oscuro. Cangrejos pálidos cie-

gos caminan por el lecho del océano y peces fan-tasmagóricamente transparentes flotan por elagua, miles de metros debajo de la superficie. Aestas profundidades la presión del agua es in-mensa, siendo de varios cientos de bar. Lentapero seguramente, la humanidad está avanzan-do hasta este reino, porque grandes depósitos depetróleo y gas natural se pueden encontrar deba-jo del lecho del océano. La Agencia Internacionalde Energía estima que la demanda global deenergía aumentará en por lo menos una terceraparte entre hoy y el 2035, donde el crecimientoestará gobernado principalmente por los desarro-llos en China y en otros mercados emergentes.No se espera que las fuentes de energía renova-ble, por sí solas, puedan satisfacer esta demanda.

A medida que las reservas de petróleo y gasdisminuyen en la tierra, el interés en el mar pro-fundo está creciendo constantemente. En el2007, 1.4 billones de toneladas de petróleo fue-ron bombeadas por instalaciones de ultramar entodo el mundo, representando una participaciónrelativamente grande de aproximadamente el37% de la producción anual total.

La situación es similar para el gas natural. Lamayoría de las instalaciones de ultramar están lo-calizadas en aguas comparativamente poco pro-fundas, como el Mar del Norte, donde la profundi-dad promedio es de apenas 100 metros. Pero la

Los sistemas submarinos no sólo son más seguros

que los procesos de extracción de petróleo y gas

convencionales, sino también más efectivos. Por

ejemplo, éstos pueden atender el servicio de más

de un pozo a la vez.

108 Pictures of the Future | Otoño 2011

jando en investigación y desarrollo dentro de lospróximos tres años. Algunas de estas personasvendrán de Chemtech, una subsidiaria propiedadde Siemens. Chemtech ha estado involucrada enproyectos de Petrobras por muchos años y fue ga-lardonada como la compañía más innovadora deBrasil en el 2009 (ver p. 111).

"En Chemtech, tenemos mucha experienciaen desarrollo de software, en planeación de refi-nerías y en el suministro de equipo para proyec-tos de ultramar", dice el CEO de la compañía Da-niel Moczydlower. "Por ejemplo, hemossuministrado instrumentación y sistemas de mo-nitoreo para plataformas petroleras". En el futuro,su equipo formará parte de una red internacionalde innovación y trabajará con Siemens en sitioscomo Noruega y Houston para desarrollar solu-ciones submarinas (ver p. 108).

En síntesis, los prospectos de Siemens en Bra-sil son brillantes. Sin embargo, un reto importan-te es encontrar suficiente gente para sus nuevosproyectos. Los salarios de los investigadores e in-genieros están subiendo todo el tiempo, y sucompensación en el sector privado es ya cinco ve-ces más alta que el ingreso de los estudiantes dedoctorado. En vez de estudiar un doctorado, mu-chos estudiantes se van directamente a trabajarcon las compañías.

Giovanni Fiorentino, Presidente para Latinoa-mérica de la firma de consultoría Bain dice lo si-guiente sobre la competencia de talentos en Río:"Es un enorme reto porque todo el mundo estácompitiendo por los mismos recursos". Y eso nosignifica azúcar o petróleo, sino especialistas bienentrenados –que podrían convertirse en el recur-so más valioso de Brasil.

Andreas Kleinschmidt

Mucho del Petróleo deBrasil está 5 Km debajo delLecho Oceánico.

El campo Tupi de Brasil (arriba, derecha) podría

contener hasta 8 billones de barriles de petróleo. La

extracción requerirá de nuevas tecnologías. Petrobras

(abajo a la derecha) está trabajando con otras

compañías para desarrollar soluciones.

Océano 0 m

Capa “Post-Salina”

Capa Salina

Capa “Pre-Salina”

1000 m

2000 m

3000 m

4000 m

5000 m

6000 m

7000 m

privado de la Universidad Federal de Río de Janei-ro. Entre otras cosas, COPPETEC facilita proyectosentre compañías privadas y la universidad, y esvista como la fuerza impulsora detrás del parquetecnológico. "El petróleo nos abre nuevos cami-nos", dice Estefen. "Pero tenemos también que ex-plorar las diferentes ramas que encontramos eneste camino. En términos concretos, eso significaque tenemos que tomar las tecnologías asociadascon la extracción del petróleo y desarrollarlas aúnmás. La meta deberá ser convertirlas en industriasdel futuro independientes. Por ejemplo, debemosmover las fronteras hacia los campos de la tecno-logía de materiales, la tecnología de redes inteli-gentes y la robótica", dice él.

Desde el momento en que se fundó el parquetecnológico, ha habido un interés gigante en sutierra. "Hemos asignado el 10% de la isla a cen-tros de investigación corporativos", dice MauricioGuedes, director del parque tecnológico. "Son350.000 metros cuadrados en total, pero muy rá-pidamente tuvimos más partes interesadas queespacio disponible". Parte del sitio está reservadopara un rascacielos en el cual pequeñas compañí-as innovadoras alquilan espacio y crecen. "Con elfin de garantizar un clima innovador apropiada-mente diverso, necesitamos áreas para proyec-tos, tanto pequeños como grandes", dice él. Sie-mens está buscando lo último –en Río de Janeiroy en Brasil como un todo.

El Centro de R&D de Siemens en Río. Entreahora y el 2016, Siemens invertirá $600 millonesen el país. El solo centro de R&D de Río de la com-pañía implica una inversión de $50 millones. Porlo menos 800 personas serán empleadas allí, delos cuales aproximadamente 150 estarán traba-

Pictures of the Future | Otoño 2011 109

Uso Eficiente de los Recursos | Producción de Petróleo y Gas

industria petrolera y gasífera está gradualmenteaventurándose en aguas cada vez más profundas.

La mayor parte de los depósitos submarinosson todavía extraídos desde la superficie. Compre-sores y bombas, en las cubiertas de las plataformasy barcos de perforación, expulsan a presión el pe-tróleo y el gas natural de los reservorios y lo bom-bean desde el lecho del mar, a través de tuberíasde kilómetros de longitud. Después de llegar a lasuperficie, el combustible es limpiado y procesado.

Pero según los expertos, sería mucho másrentable y seguro si los sistemas de extracción noestuvieran ubicados en plataformas y torres deperforación, que son susceptibles a tormentas,sino directamente en el lecho del mar. No sólo losdepósitos se podrían explotar más fácilmente silas bombas y los compresores estuvieran localiza-dos más cerca de los pozos; la mezcla de petró-leo, arena y agua se podría limpiar y procesartambién en la fuente.

Adicionalmente, estas instalaciones submari-nas no sólo requerirían menos tecnología de ex-tracción que las plataformas de la superficie sinoque podrían cubrir un área más grande. Una pla-taforma de perforación tiene un radio limitado enel cual se puede extraer combustible. Si todas susbombas y compresores asociados estuvieran lo-calizados en el lecho marino, el petróleo se podríabombear con un sistema de extracción central(conocido como "Árbol de Navidad") desde nu-merosos pozos en un radio amplio y luego bom-

bearlo a la superficie. Este sistema reduciría el nú-mero de estaciones de bombeo requeridas y porlo tanto reduciría significativamente el riesgo defugas. El procesamiento del petróleo y del gas enel mar profundo genera hoy, casi más de $20 bi-llones en ventas, y Siemens estima que este mer-cado podría doblarse para el 2020.

Una Red para el Lecho Marino. "Como espe-cialistas en sistemas de suministro y transmisiónde energía, estamos en el proceso de desarrollaruna completa red de energía submarina, con lacual el equipo de procesamiento submarino pue-da ser controlado y abastecido con electricidad",dice Atle Strømme, Vicepresidente Senior y Jefede Soluciones Submarinas de Siemens Energy.

Siemens planea también suministrar compre-sores apropiados para utilizar en el mar profundo.En este sistema de suministro de electricidad enmar profundo, todos los dispositivos eléctricospara controlar las bombas y los compresores es-tarían ubicados cerca el uno del otro, justo en ellecho del mar. La instalación sería entonces mu-cho más fácil de ensamblar y de mantener, y porlo tanto menos costosa también. Este sistema in-cluiría principalmente transformadores, converti-dores de frecuencia y equipos de conmutación.

Aunque un sistema submarino completo comoéste no está aún perfectamente desarrollado, Sie-mens ya ha suministrado componentes individua-les para aplicaciones submarinas. Por ejemplo,

desde finales de 1990 Siemens ha suministradotransformadores para utilizar a una profundidadde 1.000 metros de la costa brasileña. Sin embar-go, los sistemas de suministro de energía todavíase encuentran por lo general en plataformas entierra, dependiendo de la ubicación de los depósi-tos de petróleo y gas. Sólo unos pocos componen-tes se han instalado en el lecho marino. Sin embar-go, las instalaciones compactas en el lecho del martendrían ventajas sustanciales, ya que requeriríande sólo una línea de suministro para transmitirelectricidad al área en cuestión. "Los componentesserían conectados a una plantilla común en el le-cho del mar", dice el colega de Strømme, Bjørn Ei-nar Brath, Vicepresidente Senior de SiemensEnergy. "Estos podrían ser así centralmente moni-toreados y abastecidos con electricidad".

Con la ayuda de un cable de datos óptico, lainstalación submarina podría ser operada y con-trolada desde una estación de servicio en tierra.Adicionalmente, el cable se podría utilizar paratransmitir información desde numerosos senso-res de vigilancia, permitiendo que un equipo dealta tecnología monitoree continuamente el sis-tema. "El concepto de plantilla sería muy benefi-cioso en términos de mantenimiento", dice Brath."En tal situación, robots de mar profundo podríandesensamblar los componentes individuales enla plantilla estándar".

En los próximos años Siemens planea desarro-llar una red submarina para prepararla para el uso

El Llamado de las ProfundidadesDebido a la creciente demanda de combustibles fósiles, las compañías petroleras y gasíferas están,cada vez más, moviéndose hacia el mar profundo. Aquí, la extracción sería más eficiente y segura silas instalaciones de producción estuvieran ubicadas en el lecho del mar. Siemens quiere suministrarsistemas de energía confiables y tecnología de extracción para hacer esto posible.

sultado, el sitio donde el eje penetra la caja tieneque estar confiablemente sellado. El STC-ECO, encontraste, no necesita ningún sello y es, por lotanto, idealmente apropiado para utilizarlo en elmar profundo.

"La alta confiabilidad es esencial bajo el agua",dice Brath. Las reparaciones requieren de barcosespeciales, que son extremadamente costosos.Por lo tanto los componentes deben poder fun-cionar sin detenciones y sin ningún defecto. ElSTC-ECO, por ejemplo, está diseñado para operarbajo el agua todos los días, durante por lo menoscinco años, sin ningún tipo de mantenimiento.

El sistema operado por Siemens en los PaísesBajos satisface ya estos requerimientos. Y tieneotra característica que lo hace ideal para la opera-ción en mar profundo: sus rodamientos no nece-sitan lubricación con aceite. Esto es importante,porque un cambio de aceite es imposible en el le-cho marino. En vez de esto, el sistema utiliza ro-damientos magnéticos excitados eléctricamenteen los cuales el eje efectivamente "flota". Se estánplaneando ahora mejoras en la confiabilidad delcontrol eléctrico de los rodamientos, para que laoperación submarina sea aún más confiable. Adi-cionalmente, los rodamientos de amarizaje he-chos de pequeñas bolas de cerámica que atrapanel eje en el caso de que el control magnético falle,se optimizarán aún más. El sistema completo serásometido a pruebas de estrés más intensas antesde que pueda iniciar su trabajo a largo plazo de-bajo del agua. Llevará por lo menos tres años deevaluación antes de que el sistema esté listo parautilizarlo en el mar profundo.

La extracción de petróleo a grandes profundi-dades es, desde luego, más costosa que las ope-raciones comparables en tierra. Sin embargo, lasinstalaciones submarinas pueden mejorar la ex-plotación de campos de gas y de petróleo, au-mentando así sustancialmente las utilidades y re-duciendo los costos. Esa es una razón suficiente

para ampliar las actividades de investigación de lacompañía en este campo. Siemens ha estableci-do sociedades con institutos de investigación delgobierno en Singapur y Brasil y ha instalado tam-bién sus propios laboratorios en Houston, Texas yen Trondheim, Noruega. "No estamos centrándo-nos solamente en la tecnología", dice Strømme."El entrenamiento es también una gran preocu-pación. Después de todo, sólo pocos ingenierosen todo el mundo se especializan actualmente enaplicaciones submarinas.

Tim Schröder

110 Pictures of the Future | Otoño 2011

diario. La primera prueba práctica del sistemacompleto está programada para iniciarse a co-mienzos de 2013, con disponibilidad comercialcompleta planeada para el 2014. Hasta entonces,la principal tarea será sellar apropiadamente loscomponentes contra la filtración de agua y prote-gerlos contra las tremendas presiones halladasen los lechos oceánicos.

Con esto en mente, Siemens ha hecho socie-dad con las compañías de energía Statoil y Che-vron para producir un convertidor de frecuenciade mar profundo, para suministrarle a las bom-bas de petróleo y a los compresores de gas, exac-tamente el voltaje de operación correcto. La cajadel nuevo convertidor es llenada con aceite paracompensar la presión del agua.

Los convertidores de frecuencia y otros com-ponentes son usualmente instalados en cubiertasen tierra antes de ser introducidos al agua. Aun-que este método funciona bien en mares pocoprofundos, el contenedor lleno de aire conven-cional tiene que ser muy grande para soportar laspresiones a una profundidad de varios miles demetros. En contraste, un convertidor de frecuen-cia dentro de una caja llena de aceite es muchomás fácil de manejar.

El Mercado de las Aguas Profundas. Ya queSiemens ve la producción en mares profundoscomo un mercado prometedor, recientementeadquirió Bennex y Poseidón, dos compañías sub-marinas noruegas de tamaño medio. Bennex,cuya base está en Bergen, se ha especializado enla fabricación de componentes eléctricos, cablesy conexiones para utilizar a grandes profundida-des. Poseidón, que tiene sus oficinas principalesen Stavanger, es una compañía de ingeniería quese especializa en asignaciones submarinas. Entre

otras cosas, modifica tecnologías para una gamade aplicaciones submarinas.

Las compañías están ahora trabajando juntaspara planear una red submarina en detalle. Y haymucho más en juego que sólo los componentesgrandes. Después de todo, a grandes profundida-des, incluso los detalles mínimos pueden haceruna enorme diferencia. Los expertos de Bennexestán muy especializados en desarrollar solucio-nes para medioambientes en mar profundo. Lagama de productos de su compañía incluye cone-xiones de titanio resistentes al agua, cables deenergía durables con un núcleo de cobre, cubier-tas epóxicas reforzadas con fibra de vidrio y con-tactos doblemente asegurados con sellos de cau-cho, así como cubiertas protectoras hechas deacero inoxidable.

Pero aun así, un sistemade suministro eléctrico deenergía no es suficiente paraextraer materias primas. Esaes la razón por la que Sie-mens ofrece también uncompresor muy robusto paratransportar gas. Conocidocomo el STC-ECO, el aparatofue inicialmente concebido para usarlo en tierra.Desde el 2006, sin embargo, se ha utilizado parabombear gas natural desde un campo en los Paí-ses Bajos, a la red de suministro del país. El que lamáquina no necesite ningún tipo de sello la con-vierte en ideal para usarla en el mar profundo.

Contrario a los compresores convencionales,donde el motor de tracción y el compresor de gasnatural están separados, los componentes clavedel STC-ECO están ubicados en la misma cápsula.El motor es usualmente conectado a la caja delcompresor por un eje de transmisión. Como re-

El compresor submarino STC-ECO deSiemens tiene que operar bajo el aguadurante por lo menos cinco años, sinmantenimiento.

Futura instalación de extracción del fondo marino. Para garantizar la confiabilidad, los sistemas submarinos

requerirán del tipo de ingeniería experta representada en el compresor STC-ECO (arriba) y de la tecnología de

refrigeración del inventor de Siemens, Wolfgang Zacharias.

Carlos Tadeu da CostaFraga, 53, ha sido jefe delcentro de investigación ydesarrollo de Petrobras en Ríode Janeiro desde el 2003.Petrobras es una de lascompañías petroleras másgrandes del mundo, coningresos brutos de $151billones en el 2010. Fraga,quien ha trabajado para lacompañía durante casi 30años, fue responsable, entreotras cosas, del manejo de lasactividades de perforación dela compañía en el Golfo deMéxico. Tiene un grado deB.A. en ingeniería deconstrucción de laUniversidad Federal de Río deJaneiro y varios postgrados deinstituciones como la Escuelade Negocios de Londres;INSEAD en Fontainebleu,Francia; y de la Universidadde Columbia de Nueva York.

Explotando los Pozos de la Innovación¿Hasta qué punto la tecnología ayudará a sucompañía a abrir los campos recientementedescubiertos frente a la costa de Río de Janeiro?Fraga:Sin innovaciones eléctricas no seremos capacesde extraer gran parte de los depósitos que hay allí.Tenemos que perforar a través de capas de roca queestán a kilómetros de profundidad y luego a través dekilómetros de capas de sal antes de que podamos llegara la reserva de petróleo. Esa es la razón por la que lallamamos "pre-sal" –formada antes de los depósitos desal. Para extraer el petróleo, tendremos que instalarequipo de producción a miles de metros bajo el niveldel mar. Este es un incentivo considerable para invertiren innovación. Sin embargo, ya teníamos una fuertecultura de innovación incluso antes del recientedescubrimiento de nuevos campos de petróleo.Adicionalmente, por ley, se nos exige invertir el 1% delingreso bruto de los campos de petróleo grandes eninvestigación y desarrollo. Este requerimiento habeneficiado a nuestra compañía.

Sin embargo, las compañías brasileñas pequeñastienen menos oportunidades y menos incentivopara invertir en investigación y desarrollo…Fraga:No estoy de acuerdo, por lo menos en lo queconcierne a nuestros proveedores. Ellos han tenidosiempre que cumplir requerimientos técnicosestrictos, sobretodo en la extracción de petróleo en lapre-sal. Las compañías que deseen ayudar a Petrobrasa extraer este petróleo están siendo forzadas adesarrollar nuevas soluciones. Adicionalmente, elgobierno brasileño está demandando que unaproporción grande de los productos y servicios queusamos en Petrobras provengan de Brasil. Así, lasfirmas brasileñas pequeñas se beneficiarán tambiéndel boom petrolero futuro.

¿Brasil intenta abrir estos campos de petróleototalmente sin socios extranjeros?Fraga: Eso no sería posible. Necesitamos el apoyo deproveedores internacionales. Petrobras es la quintacompañía de energía más grande del mundo, y loscampos de petróleo en la pre-sal son gigantes.Esperamos estar produciendo seis millones de barrilesde petróleo al día en el 2020. Necesitamosproveedores que no se abrumen con estosvolúmenes gigantescos. Sin embargo, nuestra meta alargo plazo es mantener una proporción creciente dela cadena de valor en Brasil –desde investigación ydesarrollo hasta la fabricación de equipo deperforación para los campos de petróleo y gas.

¿Están ustedes trabajando ya con otrascompañías en estas líneas?Fraga: En el campus de la universidad más grandede Brasil, algunos de nuestros principales socios a

nivel global, incluido Siemens, estánconstruyendo instalaciones de R&D de clasemundial. Como resultado, estamos trabajandoestrechamente con otras compañías, perotambién con estudiantes brasileños einvestigadores de las universidades.

¿Cómo funciona el proceso de innovacióncon socios tan diferentes?Fraga: Es un reto. Nuestros proveedores no sonlos únicos socios con quienes trabajamos enproyectos de desarrollo. Financiamos tambiénproyectos conjuntos con universidades. Inclusoofrecemos apoyo financiero a iniciativas deinvestigación relevantes en las cuales Petrobrasno está directamente involucrado. Finalmente,esto significa que nos estamos convirtiendo engerentes de los procesos de innovaciónabiertos. La "innovación abierta" es realmentela clave. Le damos la bienvenida a cualquieridea buena que venga de afuera. Confrecuencia, obtenemos nuestras mejores ideasde personas que no están trabajando incluso enla industria de petróleo y gas.

¿No está Río de Janeiro desarrollando unamonocultura de innovación –investigaciónvanguardista dedicada a explotar unafuente de energía, que, muchos consideran,se está volviendo obsoleta?Fraga: Por el contrario, el boom del petróleo esuna oportunidad única de desarrollarcapacidades que sean valiosas en otras industriastambién. Estamos actualmente pensando entaladros láser ahorradores de costos parautilizarlos en la perforación en mar profundo.Queremos también mejorar el equipo deperforación convencional utilizando materialesinnovadores. Las nanopartículas desempeñarántambién un papel –por ejemplo en elrevestimiento de los tubos de metal. El equipo deperforación casi totalmente automatizado en ellecho marino requiere de sensores y de sistemasde manejo de información para mejorar elcontrol y el monitoreo. Se parece un poco a lacarrera hacia la luna: las tecnologías queestamos desarrollando ahora para la extracciónde petróleo contribuirán al progreso en otroscampos también, por ejemplo en la investigaciónde materiales, tecnología láser, tecnología desensores y nanotecnología. De esta forma, lainvestigación dedicada a desarrollar tecnologíasde petróleo y gas más eficientes nos ayudarán aprepararnos para los desafíos de la era postpetróleo.

Entrevista realizada por Andreas Kleinschmidt

Pictures of the Future | Otoño 2011 111

Uso Eficiente de los Recursos | Entrevista

En Indonesia, las familias están evaluando un aparato paracocinar que trabaja con un aceite que ellos pueden producir porsí mismos. El resultado: reducción enorme de la demanda demadera, menos incendios y aire más limpio.

En Indonesia, los

granjeros están

evaluando un sistema de

cocción con aceite

vegetal de BSH, que

funciona con aceite de

jatrofa, y están

cultivando el combustible

ellos mismos, en granjas

agrícolas sostenibles.

La vida de Suwarto carece de lujos pero es ricaen regularidad. El granjero de 43 años, Su-

warto, empieza cada día a las cinco de la mañanaen Purwodadi, un pequeño pueblo de Indonesia.Ahí es cuando él y su esposa empiezan a cultivarsus campos. Después de una siesta de dos horasal mediodía, ellos continúan trabajando hasta la5:30 p.m., cuando el sol tropical lentamente em-pieza a opacarse detrás de los árboles de banano.Suwarto comparte la choza con su esposa, dosniños, una vaca y unas cuantas cabras y pollos,que mantienen el suelo de arcilla ordenado y li-bre de insectos. En una esquina de la sala hay unviejo televisor, y cerca de éste está la cama que lafamilia entera comparte. Un bombillo desnudocuelga del techo. Suwarto no puede darse lujos,pero sonríe con alegría –después de todo, algunavez tuvo menos.

"He podido ahorrar más dinero ahora encomparación con hace un año", dice él. Esta me-jora se debe, en gran parte, a un aparato de coci-nar discreto de Bosch y Siemens HausgeräteGmbH (BSH) y al combustible que el aparato uti-liza. Suwarto muestra la cocina improvisada dela familia, que está ubicada detrás de un biombotejido y que la componen la tabla de cortar, unascuantas ollas y una chimenea vieja. Luego está elaparato "Protos", que está conectado por unamanguera a un pequeño tanque que contieneaceite de jatrofa, un aceite vegetal inoloro que

112 Pictures of the Future | Otoño 2011

proviene de las semillas del arbusto de jatrofa."He estado cultivando jatrofa desde mayo de2010, junto con otras plantas, como maíz y hier-bas", explica Suwarto. "También uso la mismaparcela de tierra para sembrar árboles. Antes,sólo podía cultivar maíz".

Para motivar a Suwarto a pasar de un mono-cultivo a la "agro-forestación", en la cual losgranjeros cultivan una mezcla de árboles y culti-vos agrícolas en sus campos, el productor deaceite vegetal alemán Waterland le paga a Su-warto cerca de 15 centavos de dólar por kilo-gramo de sus nueces de jatrofa. Si él lleva másde 50 kilogramos, recibe dos litros de aceite dejatrofa gratis. Un litro de aceite le cuesta aproxi-madamente 70 centavos y le dura dos semanas.Y lo que es más, él recibió la cocina de aceite ve-getal de BSH sin ningún costo. En síntesis, Su-warto ahora se gana $120 al mes, en compara-ción con los $30 que los agricultores indonesioscomúnmente se ganan.

El proyecto operado por Waterland, BSH y laagencia forestal nacional tiene por objeto no sólotraerle a los granjeros más prosperidad sino tam-bién combatir la deforestación, hacerle frente alcrecimiento de la población, y aumentar la canti-dad de tierra cultivada. En Indonesia, el hecho deque cerca de 50 millones de personas utilicenleña para cocinar es un gran problema. Cada año,una familia promedio borra una hectárea com-

sija de precalentamiento, debajo de la estufacon un poco de alcohol etílico, y la enciende.Después de unos minutos el aceite está lo sufi-cientemente caliente para convertirse en unamezcla de gas combustible. Suwarto gira unbotón para encender el vapor de aceite y elaparato emite una fuerte llama azul clara. "Hoyprepararemos patatas dulces", dice él con ale-gría, y le deja el resto a su esposa. Antes, ellosusaban leña para cocina, dice él. "Eso era muydispendioso y llenaba nuestra choza de humo".Según Suwarto, difícilmente emplean ahorafuego abierto –sólo para cocinar grandes cenasen ocasiones especiales cuando el Protos sólono es suficiente. Y el aire es mucho mejor ahoragracias al Protos, agrega él.

Pequeña Maravilla. Además, el humo de laleña quemada expele sustancias venenosascomo óxidos nítricos, bencenos, formaldehido,hollín microfino y otras partículas aerotranspor-tadas. Aunque el límite permisible de estas par-tículas en Europa y los EE.UU. es de 50 micro-gramos por metro cúbico de aire, la práctica decocinar en las chozas puede producir hasta10.000 microgramos. Según la OrganizaciónMundial de la Salud, más de 1.6 millones depersonas mueren por la contaminación del aireinterior cada año. Debido a la falta de alternati-vas, muchas personas utilizan todavía cocinas

Cocinando una RevoluciónUso Eficiente de los Recursos | Aceite Vegetal Alternativo

pleta de bosque –en su mayor parte de manerailegal– simplemente para preparar sus alimentos.

Según Samuel Shiroff, Gerente del ProyectoProtos en BSH, ahí es donde la pequeña cocinetade aceite vegetal podría constituirse en una alter-nativa real. Como él lo indica , "25 litros de aceitevegetal suministran la misma energía de 230 ki-los de leña". Estudios han demostrado que el ín-dice de deforestación ilegal en las áreas donde seha introducido Protos se ha reducido en 90%. Adi-cionalmente, el cultivo de estas plantas de aceitevegetal no compite con el desarrollo de cultivosvegetales. Como Shiroff lo explica, "las plantassólo se pueden cultivar en campos especiales queestán aprobados por la autoridad forestal. Y el ja-trofa crece fácilmente en suelos pobres, donde esdifícil o incluso imposible cultivar".

De nuevo en su cocina, Suwarto se agachafrente a su cocineta. Él llena una pequeña va-

bustibles convencionales. Estos no son tampocomuy combustibles –el de jatrofa, por ejemplo,hace ignición a 260 grados Celsius, mientras queel queroseno se quema a 60 grados".

Trabajando conjuntamente con el InstitutoKarlsruhe de Tecnología, los ingenieros de BSHtuvieron que identificar primero la temperaturade operación ideal del aparato. Si es muy baja,la cocina se apagará; si es muy caliente, el aceitese coagula en sedimentos que se ponen duroscomo el concreto. Dice Kutschera, "la tempera-tura ideal de la estufa está entre 720 y 800 gra-dos. Para conseguir esta densidad de energía,desarrollamos un aparato con una geometríaespecial". La última versión del aparato utilizacerca de un cuarto de litro por hora. Pero hayplanes para producir un modelo más pequeño ymás eficiente en el futuro –junto con más estu-dios de campo. "Lo más importante es tener unaidea de las necesidades prácticas de la gente",explica Kutschera.

Suwarto tiene sus propios planes. Mientrasuna olla de agua caliente hierve a fuego lento enla cocina y su esposa prepara la cena de la familia,él piensa en cómo incrementar más su ingreso."Podemos utilizar nuestra cocina para prepararcomida adicional, que podríamos vender", su-giere él. Su esposa lo mira por encima del hom-bro. Ella no luce muy contenta con la propuesta.

Florian Martini

de leña o queroseno, las cuales son costosas yconstituyen un riesgo de incendio.

Tan mundano como pueda parecer la pe-queña estufa de aceite vegetal en la cocina deSuwarto, realmente representa todo un logro.Dice Horst Kutschera, responsable de desarrolloen BSH: "Necesitamos 8 años de pruebas de la-boratorio y de campo antes de poder empezar laproducción. Protos es la primera estufa en todoel mundo que funciona con aceite vegetal.Ahora tenemos 1.200 en operación en variosproyectos".

Kutschera agrega que los aparatos no se limi-tan al aceite de jatrofa. Estos pueden funcionarcon muchos otros aceites vegetales –incluso elaceite de freír usado. Ese fue el gran reto duranteel desarrollo del producto, dice Kutschera. "Losaceites vegetales tienen propiedades completa-mente diferentes, en comparación con los com-

Pictures of the Future | Otoño 2011 113

Uso Eficiente de los Recursos

En ResumenEn vista del cambio climático y de la escasez de

recursos, se necesitan más soluciones ecológicasque antes. El enfoque actual está en reducir elconsumo de recursos, con el fin de minimizar lahuella ecológica de la humanidad (pp. 78, 83, 84)

En los últimos 18 años, una norma interna deSiemens ha garantizado que los productos einstalaciones de la compañía afecten el medioambiente lo menos posible. Los desarrolladorestienen que prestarle atención a estas guíasmedioambientales al crear nuevos productos. Paradeterminar cuáles productos son ecológicos, y si lo"ecológico" tiene también un buen sentidocomercial, Siemens desarrolló un procedimientode evaluación conocido como la Matriz Eco-Care(pp. 81, 86)

Las lavadoras, secadoras, refrigeradores, sierrasy otros aparatos de BSH Bosch und SiemensHausgeräte GmbH, son reales campeones enahorro de energía. La eficiencia de los materialesse está haciendo cada vez más importante en eldesarrollo de estos aparatos. Procesos dedesarrollo virtual en 3D ayudan a hacer estoposible (p. 90)

El trabajo de 3D, realizado en paralelo y entiempo real, no sólo minimiza los tiempos y loscostos de desarrollo sino que también ahorraenergía y recursos en áreas como: equipos deconmutación, trenes de alta velocidad y carros decarreras. El software estandarizado de Siemenspara el manejo del ciclo de vida del producto lohace posible (p. 94)

Una cadena es simplemente tan fuerte como sueslabón más débil. Si un proveedor tieneproblemas de calidad o de confiabilidad, toda lacadena de producción puede sufrir. Siemens halanzado por lo tanto un programa que ayuda a losproveedores a optimizar los procesos –y a ahorrarenergía (p. 98)

La demanda de materiales de mayorrendimiento está creciendo en todo el mundo.Pero como muchas materias primas estánescaseando, los expertos de Siemens estántrabajando en estrategias para mejorar la eficienciade su utilización y reciclaje. Están buscandotambién formas de reemplazar materiales comolos metales de las tierras raras (p. 100)

Otros recursos podrían escasear también. Debidoa la creciente demanda de combustibles fósiles,petróleo y gas natural, las firmas están, cada vezmás, moviéndose hacía el mar profundo. Losdepósitos se pueden explotar más eficientemente ycon mayor seguridad si las instalaciones estánubicadas en el lecho marino, en vez de estarlo enplataformas de perforación. Aquí, Siemens planeaofrecer sistemas de suministro de energía ytecnología de extracción (p. 108)

GENTE

Matriz Eco-Care:

Dr. Dieter Wegener, Industria

dieter.wegener@siemens.com

Guías medioambientales:

Dr. Wolfgang Bloch, CHR

wolfgang.bloch@siemens.com

Reciclaje de Trenes:

Dr. Walter Struckl, Industria

walter.struckl@siemens.com

Diseño de electrodomésticos:

Dr. Arno Ruminy, BSH, arno.ruminy@bshg.com

Diseño de hojas de rotores:

Henrik Stiesdal, Energía

henrik.stiesdal@siemens.com

Bombas de calor:

Reinhard Imhasly, Industria

reinhard.imhasly@siemens.com

Software PLM:

Peter Biersack, Industria

peter.biersack@siemens.com

Reinhard Belker, Industry

reinhard.belker@siemens.com

Turbina a gas de Irsching:

Lothar Balling, Energía

lothar.balling@siemens.com

Willibald Fischer, Energía

willibald.fischer@siemens.com

Manejo de la cadena de suministros:

Dr. Bernd Müssig, CSCM

bernd.muessig@siemens.com

Materias primas:

Dr. Thomas Scheiter, CT

thomas.scheiter@siemens.com

Filtro de agua de Kalwa:

Jeevan Rao, Siemens India,

jeevan.rao@siemens.com

Tecnologías submarinas:

Bjoern Einar Brath, Energía

bjoern.brath@siemens.com

Estufa de aceite vegetal:

Samuel Shiroff, BSH, protos@bshg.com

ENLACES:

Sostenibilidad en Siemens:

www.siemens.com/sustainability

Para Proveedores:

www.siemens.com/sustainability/en/core-topics/

suppliers/management-approach/index.php

Red Huella Global:

www.footprintnetwork.org

Equipo de Fórmula 1 Red Bull:

www.redbullracing.com

¿Le gustaría conocer másacerca de Siemens y nuestrosúltimos desarrollos?

Me gustaría tener un ejemplar gratis de Pictures of the Future Me gustaría cancelar mi suscripción a Pictures of the Future Mi nueva dirección la presento a continuaciónPor favor envíenle también la revista a…(Por favor marque los recuadros respectivos y diligencie la dirección):

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Pictures of the Future, Edición Especial Tecnologías Ecológicas (Inglés)Índice de Ciudades Ecológicas Europeas, Evaluando el desempeñomedioambiental de las principales ciudades de Europa (Inglés)Índice de Ciudades Ecológicas de EE.UU. y Canadá, 27 ciudadesestadounidenses y canadienses (Inglés)Índice de Ciudades Ecológicas Latinoamericanas (Inglés)Índice de Ciudades Ecológicas Asiáticas ((Inglés)

Información AdicionalInformación sobre las innovaciones de Siemens se encuentra tambiéndisponible en la Internet en:www.siemens.com/innovation (Siemens’ R&D website)www.siemens.com/innovationnews (servicio semanal en medios)www.siemens.com/pof (Pictures of the Future en la Internet, descargabletambién disponible en chino, francés, español, portugués, ruso y turco)Pictures of the Future está disponible también en una aplicación para iPaden el Almacén de Aplicaciones.

Nos complacería enviarle más información. Por favor señale en el siguiente re-cuadro la publicación que desea ordenar y el idioma que necesita, y envíe unacopia vía fax de esta página al número +49 (0) 9131 9192-591 o un correo a: Publi-cis Publishing, Susan Süß — Postfach 3240, 91050 Erlangen, Alemania, o un e-maila publishing-address@publicis-erlangen.de.Por favor estipule el título del tema como “Pictures of the Future, Otoño de 2011”.

Libros:Vida en el 2050 – Cómo Inventamos el Futuro Hoy (€19.95) y MentesInnovadoras (€34.90). Encuentre más información en:www.siemens.com/Innovation/lifein2050 o en el comercio de libros

Ediciones disponibles de Pictures of the Future (sin costo):

114 Pictures of the Future | Otoño 2011

Pictures of the Future | Retroalimentación

Pictures of the Future | Otoño 2011 115

Pictures of the Future | Adelantos

Dominando la Complejidad

Nuevas tecnologías están entrando a muchas áreas de nuestra vida y facilitando las tareasdiarias. Sin embargo, el mundo se está volviendo también más complejo y se está haciendomás difícil entender cómo los sistemas se influencian entre sí y cómo pueden sermanejados más efectivamente. ¿Cómo se puede escribir el software para garantizar quefuncione de manera confiable, segura y sin fallas? ¿Cómo se pueden reestructurar lossistemas de energía de países enteros de forma tal que muchas plantas de energíadescentralizadas pequeñas –con sus niveles de fluctuación de energía– se combinenóptimamente con estaciones de energía grandes, que abastezcan la carga base? ¿Cómo sepodrán organizar las ciudades en el futuro para que sus habitantes puedan disfrutar deinfraestructuras que funcionen bien y que sean sostenibles; que incorporen todo, desdesistemas de transporte hasta suministros de agua? El diseño, implementación yoptimización de estos sistemas complejos son algunas de las tareas más difíciles a las quese enfrentan los investigadores y desarrolladores. En Siemens, miles de ingenieros estánenfrentando este desafío –independientemente si el tema son sensores individuales ymotores, herramientas de simulación, o la planeación y optimización de sistemas enteros.

Fórmulas para la EficienciaCasi todo producto, servicio, proceso y actividad existente se puede realizar más eficien-temente. Por ejemplo, a pesar de los gigantes incrementos de la eficiencia en los últimosaños, en promedio más del 50% de la energía primaria se pierde todavía en forma de ca-lor en áreas como la generación de energía, los procesos industriales y el transporte.Más de una quinta parte de las emisiones de dióxido de carbono actuales se podría evi-tar a nivel mundial mediante el manejo inteligente del calor residual. El dióxido de car-bono, un gas de invernadero, se podría utilizar también comercialmente para producir,por ejemplo, químicos, biocombustibles y plásticos orgánicos. Además, los edificios, queson responsables del 40% del uso de la energía a nivel mundial, podrían mejorar su hue-lla medioambiental, e incluso producir energía. En todo el globo terráqueo, los científi-cos de Siemens están luchando por explotar estas fuentes no aprovechadas de eficien-cia, en campos que van desde la simulación y optimización hasta la bioingeniería, eldesarrollo de materiales y la instalación en red de sensores.

La Próxima EconomíaNuestro mundo parece estar girando cada vezmás rápido. En los países en desarrollo y en losmercados emergentes, estamos viendo elcrecimiento de una clase media que quieredisfrutar de un estándar de vida más alto –y tienelos medios para hacerlo. La producción y lainnovación están dándose de manera crecienteen estas partes del mundo. Las estructurasglobales de creación de valor están cambiandorápida y dramáticamente. Algunas suposiciones,aparentemente inamovibles sobre los efectos dela globalización en diferentes partes del mundo,se han puesto en duda.

¿Cómo lucirán las redes de logística en el mundodel mañana? ¿Cómo pueden las instalaciones deproducción en diferentes regiones trabajarconjuntamente? ¿Se puede satisfacer la demandade crecimiento medioambientalmentecompatible dentro de este contexto dinámico?Estas son las preguntas a las que los expertos deSiemens le están tratando de hallar respuestassostenibles –en áreas como productividadindustrial, generación de energía, conservando ala vez los recursos y la infraestructura de lasciudades, las cuales se están establecimientocada vez más como centros claves de la nuevaeconomía global.

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Pictures of the FutureRevista de investigación e innovación | Otoño de 2011

Calidad de Vida en las Ciudades / Cómo las Máquinas Aprenden / Uso Eficiente de los Recursos

Pictures of the Future / Otoño de 2011

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Editor: Siemens AGCorporate Communications (CC) y Corporate Technology (CT)Wittelsbacherplatz 2, 80333 Múnich, AlemaniaPara el editor: Dr. Ulrich Eberl (CC), Arthur F. Pease (CT)ulrich.eberl@siemens.com (Tel. +49 89 636 33246)arthur.pease@siemens.com (Tel.+49 89 636 48824)

Oficina Editorial:Dr. Ulrich Eberl (Editor en jefe)Arthur F. Pease (Editor Ejecutivo, Edición en Inglés)Florian Martini (Editor Administrativo)Sebastian WebelDr. Andreas Kleinschmidt

Autores Adicionales en esta Edición: Bernhard Bartsch, Dr. Fenna Bleyl,Dr. Hubertus Breuer, Christian Buck, Hülya Dagli, Nils Ehrenberg,Nicole Elflein, Urs Fitze, Dr. Rolf Froböse, Andrea Hoferichter,Ute Kehse, Klaudia Kunze, Michael Lang, Bernd Müller, Katrin Nikolaus,Gitta Rohling, Evelyn Runge, Tim Schröder, Karen Stelzner,Hans Schürmann, Dr. Sylvia Trage, Silke Weber, Nikola Wohllaib

Edición de Imágenes: Judith Egelhof, Irene Kern, Doreen Thomas, StephanieRahn, Manfred Viglahn, Publicis Publishing, MúnichFotografía: Kurt Bauer, Achim Bieniek, Thomas Ernsting, André Francois,Jan Greune, Dietmar Gust, Volker Steger, Christian Tille, Jürgen Winzeck Internet (www.siemens.com/pof): Volkmar DimpflInformación Histórica: Dr. Frank Wittendorfer, Siemens Corporate ArchivesBase de Datos de Direcciones: Susan Grünbaum-Süß, Publicis ErlangenDiseño Gráfico/ Litografía: Rigobert Ratschke, Seufferle Mediendesign, StuttgartIlustraciones: Wolfram Gothe, Martin PeschkesGráficas: Jochen Haller, Seufferle Mediendesign, StuttgartTraducciones Alemán - Inglés: TransForm GmbH, ColoniaTraducciones Inglés - Alemán: Karin Hofmann, Publicis Múnich Impresión: Stark Brillant GmbH, Bogenoffset, Im Altgefäll 9, 75181 Pforzheim

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El contenido editorial de los informes de esta publicación no refleja necesaria-mente la opinión del editor. Esta revista contiene declaraciones futuristas, cuyaexactitud Siemens no puede garantizar de ninguna manera.

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Abriendo la puerta a la inteligencia

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