Carlos del Porto Blanco
De vez en cuando, una nueva tecnología, un antiguo problema y una gran idea se convierten en una innovación. Dean Kamen.
En abril de 2026 se publicó el Informe, de 200 páginas, “SAPEA Evidence Review Report on Advanced Materials,” elaborado por SAPEA (Asesoramiento Científico para la Política de las Academias Europeas) parte del Mecanismo de Asesoramiento Científico a la Comisión Europea. Las opiniones expresadas en él pertenecen exclusivamente a SAPEA, a los miembros del grupo de trabajo y a otros expertos implicados, y no reflejan necesariamente las de la Unión Europea ni las de la Comisión Europea. Ni la Unión Europea ni la Comisión Europea se hacen responsables de ellas.
Los materiales avanzados están y estarán presentes en todos los ámbitos de la vida cotidiana. Se definen como materiales diseñados con propiedades nuevas o mejoradas, que permiten un rendimiento funcional específico o superior en todos los campos de aplicación posibles. Su desarrollo tiene un impacto constante en el progreso de la humanidad y en la economía mundial. Por mencionar algunos ejemplos, son de vital importancia en áreas como la construcción, la energía, la salud, la electrónica, la movilidad, así como en la transición medioambiental y digital.
El término “materiales avanzados” es muy amplio e inclusivo, y existen muchas definiciones diferentes (Comisión Europea et al., 2016). Es importante destacar que la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) ofrece una descripción operativa de los materiales avanzados como:
“…materiales diseñados racionalmente para poseer propiedades nuevas o mejoradas, y/o características estructurales específicas o optimizadas, con el objetivo de lograr un rendimiento funcional específico o superior. Esto incluye tanto los nuevos materiales manufacturados emergentes como los materiales fabricados a partir de materiales tradicionales. Asimismo, abarca los materiales obtenidos mediante procesos de fabricación innovadores que permiten la creación de estructuras específicas a partir de materiales de partida, como los enfoques ascendentes.” (OCDE, 2023).
También se pueden concebir otros sinónimos, como términos como “fabricado”, “mejorado”, “dirigido”, “diseñado racionalmente” o “mejorado”, “diseñado específicamente”, “superior” o “novedoso”. Cabe señalar además que lo que se considera materiales avanzados también cambia con el tiempo. Depende tanto del desarrollo y la madurez de las tecnologías como de los problemas cambiantes que pretenden abordar. En ese sentido, se considera que los siguientes criterios son relevantes para que cualquier material presente o emergente se considere material avanzado.
- Los materiales avanzados son materiales nuevos diseñados para tener propiedades novedosas o mejoradas y/o características estructurales para un rendimiento funcional específico o mejorado en comparación con los materiales existentes. Eso incluye tanto los nuevos materiales manufacturados emergentes como los materiales que son fabricados con materiales tradicionales.
- Los materiales avanzados emergentes forman parte cada vez más de sistemas complejos multicomponentes. Consta de varios materiales constituyentes que se desarrollan utilizando técnicas innovadoras y que se basan en un sólido conocimiento científico.
Los materiales avanzados desempeñan un papel transformador en diversos sectores, entre ellos se encuentran:
- Polímeros, cerámicas y materiales compuestos en la construcción, la movilidad y la aviación.
- Semiconductores, imanes, sensores y baterías en energía y electrónica.
- Materiales cuánticos para aplicaciones disruptivas.
- Biomateriales y nanomateriales en aplicaciones de salud.
Todos esos materiales avanzados son fundamentales para la competitividad y la resiliencia de la UE. En ese contexto, es fundamental que la investigación básica que conduzca al desarrollo de nuevos materiales avanzados siga siendo una prioridad para los programas de financiación y los marcos de innovación europeos
Los materiales avanzados son fundamentales para la autonomía estratégica de la UE y fortalecer y mantener su competitividad. En el informe se recopilan evidencias sobre las fortalezas y debilidades de la UE en todos los aspectos de los materiales avanzados, desde el diseño y el descubrimiento hasta la fabricación y la adopción en el mercado, para aplicaciones en los sectores de la construcción, la movilidad, la energía, la electrónica y la salud. Se hace evidente que la UE cuenta con programas de investigación e infraestructura de excelencia, respaldados por marcos de financiación y políticas sólidas. La UE también sigue siendo líder mundial en determinados campos de la sostenibilidad en comparación con otras economías más grandes, como Estados Unidos y China. Al mismo tiempo, la fragmentación de los ecosistemas y mercados económicos y estratégicos transfronterizos dificulta impulsar la innovación industrial y la expansión en materiales avanzados para competir directamente con China y otros centros de fabricación.
Teniendo eso en cuenta, Europa reconoce a los materiales avanzados como facilitadores clave para la competitividad de las industrias de la región y para las transiciones verde y digital. Se han puesto en marcha varias iniciativas, pero aún quedaban preguntas por responder, y en marzo de 2025 el Colegio de Comisionados solicitó asesoramiento científico.
El continente se enfrenta a desafíos en el ámbito de la investigación e innovación de materiales avanzados. Entre ellos se incluyen la fragmentación de los ecosistemas de I+D, la brecha entre la inversión privada de la Unión Europea y la de los Estados Unidos y Asia. En este sector, los bajos niveles de digitalización en el diseño y desarrollo de materiales avanzados, el apoyo industrial insuficiente a los inventores para superar la fase crítica de su desarrollo y la falta de las competencias necesarias para el futuro. Se están poniendo en marcha diversas iniciativas para abordar esas deficiencias, con el objetivo de posicionar a Europa como líder en materiales avanzados, dado que la demanda de estos compuestos sigue creciendo a nivel mundial.
Las preguntas que se le realizaron al Grupo de Asesores Científicos Principales, fueron las siguientes: 1. ¿Qué contribución pueden aportar los materiales avanzados a la autonomía estratégica de la UE? Esa pregunta busca identificar áreas de investigación específicas en materiales avanzados que reflejan las fortalezas principales de la UE y tengan el mayor potencial de impacto en la competitividad industrial. Eso incluye desafíos de investigación transversales para el desarrollo de materiales avanzados seguros y sostenibles para la economía circular, centrándose en el diseño, desarrollo, caracterización, procesamiento, producción e integración de productos. Además, pretende identificar lagunas en las áreas de investigación de sectores críticos donde la UE puede invertir esfuerzos y recursos adicionales para lograr la autonomía estratégica.
La segunda pregunta. ¿Cómo se puede potenciar la fertilización cruzada de la innovación en materiales avanzados? Busca identificar mecanismos que puedan capitalizar el potencial de las nuevas funcionalidades innovadoras de los materiales avanzados en diversos sectores y aplicaciones, y estimular nuevos modelos de negocio y mercados de innovación. Para lograr la innovación intersectorial y apoyar su adopción por parte de las industrias, también es imperativo facilitar la alineación y los ciclos de retroalimentación entre los sistemas básicos.
A menudo se dan por sentados los diferentes materiales que nos rodean en la vida cotidiana, sin apreciar realmente los que brindan. Entre ellos se encuentran los materiales semiconductores que facilitan el suministro de energía, un medio ambiente saludable y los dispositivos solares y electrónicos; los materiales ópticos que permiten el uso de la fibra óptica en las conexiones a internet; los metales de alta calidad para los motores a reacción y las estructuras ligeras para vehículos; los pigmentos que proporcionan diferentes colores; y las nanoestructuras diseñadas que facilitan varios aspectos cruciales de la atención médica.
Esos materiales generalmente han requerido una extensa investigación y desarrollo para alcanzar sus actuales propiedades sutiles y refinadas, así como su importancia tecnológica. Hoy en día, estos compuestos se diseñan y producen mediante procesos sofisticados a partir de materias primas, que suelen derivarse del petróleo o de minerales extraídos, procesos que a veces implican un alto consumo de energía y generan residuos contaminantes.
Ya existen en distintas fases de investigación el desarrollo de nuevos materiales: algunos en etapas conceptuales muy tempranas, mientras que otros ya pasan de los laboratorios a la fabricación. Inevitablemente, algunos conceptos de materiales avanzados acaban fracasando por diversas razones, lo cual es característico de cualquier esfuerzo ambicioso por generar novedades.
Los avances actuales en materiales avanzados están impulsados por diversas fuerzas. Una de ellas, de relevancia mundial, es la búsqueda de la sostenibilidad, es decir, el uso de materias primas renovables, el procesamiento energéticamente eficiente y el desarrollo de infraestructuras para fuentes y almacenamiento de energía renovable. Otra fuerza global es la promoción de una economía circular, cuyo objetivo es utilizar los residuos como materia prima, por ejemplo, reutilizando materiales de dispositivos electrónicos desechados o empleando fracciones no comestibles de la producción alimentaria para crear nuevos materiales poliméricos. Es de destacar que la reutilización a gran escala está directamente relacionada con la garantía de la disponibilidad de materiales escasos y críticos dentro de la UE.
Esas y otras cuestiones exigen replantearse cómo promover el desarrollo de materiales avanzados en la UE, desde la investigación básica exitosa hasta las estrategias que puedan fomentar la transferencia tecnológica.
El informe está dividido en siete capítulos, que incluyen mensajes clave y sugerencias: El capítulo 1 (Introducción) define los materiales avanzados e identifica las principales razones para alcanzar la autonomía estratégica en materia de materiales avanzados dentro de la UE, con especial atención a los sectores de la construcción, la energía, la movilidad, la electrónica y la salud; el capítulo 2 (Introducción a la sostenibilidad: conceptos, procesos y mejores prácticas) ilustra por qué es vital desarrollar materiales avanzados sostenibles, seguros y eficientes para alinearse con la transición verde de la UE. Esa sección destaca además las perspectivas y oportunidades a considerar en el desarrollo de materiales avanzados que pueden aliviar directamente los desafíos ambientales, económicos y sociales de estos tiempos; el capítulo 3 (Tecnologías emergentes en fabricación, escalabilidad e infraestructura) analiza el papel de las tecnologías emergentes y la infraestructura en el desarrollo y fabricación de materiales avanzados. El acápite también destaca la necesidad de redes entre la academia y la industria, así como de sinergias industriales, en la fabricación y la ampliación de la producción de materiales avanzados; el capítulo 4 (Direcciones básicas de investigación para la transición futura) presenta nuevas perspectivas y vías en la investigación básica que mejorarán o sustituirán los materiales tradicionales por nuevos materiales avanzados, destacando los proyectos de investigación centrados en ofrecer funcionalidades específicas y propiedades sostenibles.
El capítulo 5 (Digitalización: datos, simulaciones e IA) revisa las prácticas actuales en digitalización, analizando en particular cómo las bases de datos completas, de alta calidad, las simulaciones y la inteligencia artificial transformarán el diseño, la producción y la circularidad de los materiales avanzados para alinearse con la transición digital de la UE; capítulo 6 (Políticas, legislación y gobernanza de los ecosistemas de innovación) analiza los marcos normativos y regulatorios necesarios para garantizar que los sistemas avanzados sean seguros y sostenibles desde su concepción y sus aplicaciones no causan daños al medio ambiente; y el capítulo 7 (Conclusiones y opciones políticas para el liderazgo europeo en materiales avanzados) resume las principales fortalezas y debilidades de la UE en materia de materiales avanzados e identifica nuevas oportunidades para que los responsables políticos establezcan iniciativas de investigación, sistemas de innovación y mercados que impulsen el éxito de Europa en este campo.
Como ocurre con cualquier ciencia emergente, resulta difícil predecir con exactitud los materiales que, en última instancia, propiciarán grandes avances tecnológicos, ya que eso depende en gran medida de descubrimientos científicos individuales imprevistos. Aun así, el Informe describe el ecosistema y los procesos necesarios en la UE para impulsar dichos avances, desde la investigación fundamental hasta su transferencia tecnológica.
El documento concluye que los materiales avanzados están diseñados para tener propiedades nuevas o mejoradas, lo que se traduce en un rendimiento específico o superior a los actuales. Gracias a sus características específicas o mejoradas, los materiales avanzados son omnipresentes en todos los sectores industriales. Contribuyen a sustituir materias primas esenciales, reducir los residuos y la contaminación, e impulsar nuevos sectores y aplicaciones industriales que benefician a la sociedad. Por esas razones, los materiales avanzados son fundamentales para la autonomía estratégica de Europa y su doble transición ecológica y digital. La UE aspira a desarrollar una estrategia de materiales avanzados para apoyar la transformación industrial y la competitividad en sectores como la energía, la construcción, la movilidad, la electrónica y la salud.
En el documento se analizan los materiales avanzados a lo largo de cinco ejes: sostenibilidad, tecnologías emergentes, investigación básica, digitalización e IA, y políticas y gobernanza. Se evalúa cómo cada uno de ellos se relaciona con los materiales avanzados y los impacta, y se proporcionan evidencias sobre cómo los materiales avanzados pueden mejorar la eficiencia y la innovación en sectores críticos, reducir la contaminación y tener un impacto mínimo en la salud y el medio ambiente.
Se hace hincapié en la necesidad de sostenibilidad en todos los aspectos del diseño y desarrollo de materiales avanzados, se fabricación y eliminación al final de su vida útil. Bajo esa directiva, se hace un fuerte énfasis en la reducción de emisiones de componentes tóxicos y su eliminación, desde la etapa de diseño. Un enfoque clave se basa en principios de economía circular que aseguran la producción y el consumo de materiales involucrados. Reutilizar, reparar y reciclar para prolongar la vida útil del producto y reducir la dependencia del abastecimiento de las materias primas, aunque eso no es fácil de lograr. Los materiales bioinspirados y biodegradables emergentes son parte de la economía circular y puede ayudar a mitigar los efectos negativos sobre la salud y el medio ambiente. Además, se muestra cómo la incorporación de evaluaciones holísticas del ciclo de vida es fundamental para lograr la sostenibilidad en las dimensiones social, económica y ambiental.
La innovación en materiales avanzados requiere nuevas tecnologías e infraestructuras sólidas para su fabricación y producción a gran escala. Además de resumir las tecnologías de producción específicas de sectores críticos y su potencial para transformar otros sectores, también se destaca la necesidad de ecosistemas de innovación y redes intersectoriales para fomentar la sinergia entre los distintos ámbitos de la fabricación y la producción a gran escala.
Se destaca que la investigación básica es un pilar fundamental de la innovación, y se proporcionan numerosos ejemplos y estudios de caso de líneas de investigación prometedoras que algún día se materializarán en productos que resolverán desafíos en los sectores de energía, construcción, movilidad, electrónica y salud. Si bien el informe ofrece una extensa lista de líneas de investigación básica que darán lugar a nuevos materiales, es importante señalar que determinar cuándo estarán listos esos descubrimientos para su comercialización y cuáles serán sus impactos a corto y largo plazo sigue siendo un reto.
En todos los aspectos de la sostenibilidad, las tecnologías de fabricación y la investigación básica, se identifican procesos e ideas que pueden beneficiarse enormemente de los enfoques computacionales y de datos. El aprovechamiento de la IA y el aprendizaje automático para diseñar materiales sostenibles, automatizar los procesos de fabricación y producción, y generar nuevas líneas de investigación básica es un tema recurrente en este informe. Sin embargo, la digitalización no es sencilla y los esfuerzos sistemáticos para desarrollar bibliotecas de datos de materiales especializadas y lograr una alineación sinérgica con las grandes redes industriales de la UE para la automatización siguen siendo un reto.
Por último, el informe se en centra la discusión en las prácticas políticas y regulatorias. Aunque Europa logra nuevas capacidades en materiales avanzados, no podrá mantener su competitividad sin políticas sólidas. Se comparte cómo el panorama regulatorio cambió con el tiempo para los nanomateriales, una clase importante de materiales avanzados, para destacar los desafíos asociados con la creación de nuevas regulaciones para materiales complejos.
El documento puede ser descargado de: https://scientificadvice.eu/scientific-outputs/advanced-materials-evidence-review-report/