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Consideraciones sobre la investigación tecnológica en la ingeniería electrónica. -.
Por Enrique G. León López
L'seo ante todo agradecer la distinción que se me ha hecho por parte de la Comisión de Comunicaciones y Electrónica de la Academia de Ingeniería, al haberme nombrado Académico de este grupo colegiado, cuyos miembros están contribuyendo, desde muy diversas actividades en distintos campos de la ingeniería, al desarrollo económico y social de nuestro país.
La estrecha interrelación que existe entre todas las ramas de la ingeniería mo
derna y el hecho de que muchas de ellas encuentran aplicación en un gran núme
ro de las actividades del hombre, hace cada vez más difícil establecer una clasificación precisa de las especialidades que hay, sin embargo, puede decirse que una de las bases comunes a cualquier división que se haga de la ingeniería
es la de la realización de investigación científica y tecnológica para poder incrementar el acervo de conocimientos con que se cuenta y así lograr mejores
progresos.
Los grandes avances en la investigación básica y aplicada relacionada con los
problemas que surgen en la práctica de la ingeniería, hacen que ésta tienda ca
da vez más hacia la especialización progresiva. De manera general puede decirse que en el transcurso de la historia de la humanidad se han ido acrecen- tando gradualmente los conocimientos científicos y técnicos que, al ser utiliza
ctos por la ingeniería, han contribuido a aumentar la seguridad y bienestar ge-
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nerales, a extender la cultura y la comunicación humana, multiplicar los satis factores y acelerar el progreso industrial.
A lo largo de todas las épocas, el hombre ha sido capaz de utilizar un gran nú
mero de descubrimientos e inventos para lograr fines específicos.
De 1868 a 1958 transcurrieron los noventa años que se podrían llamar la edad
de oro de la ingeniería, lapso durante el cual el impacto de la tecnología en la
vida de la gente fue revolucionario en todo el mundo, principalmente en los Estados Unidos de América y en la mayoría de los países de Europa. En parti
cular, la ingeniería de comunicaciones y electrónica fue uno de los campos del
conocimiento que más impacto principiaron a tener en la vida cotidiana en el
lapso mencionado.
Las comunicaciones eléctricas, que se desarrollaron gracias al descubrimiento del electromagnetismo y la invención de los dispositivos electrónicos, fueron
un producto de la Revolución Industrial que tuvo lugar durante los siglos XVIII
y XIX en Europa y que fomentó el avance científico y tecnológico de la humani dad.
En 1876, Alexander Graham Beli patentó el primer aparato telefónico y sólo dos
años después se instaló la primera línea telefónica en México, entre el Palacio
Nacional y el Castillo de Chapultepec.
En 1895 apareció uno de los primeros dispositivos electrónicos de importancia,
ál construir William Crookes en ese año un tubo de rayos catódicos, dispositivo
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que junto con los tubos denominados diodo y triodo de vacío marcó el inicio de
la ingeniería electrónica propiamente dicha, que en la actualidad ha permitido
que se tenga en todo el mundo una extensa red de teléfonos automáticos, tele visión cromática, complicados sistemas de radionavegación y máquinas compu
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tadoras de gran capacidad y rapidez, que han pmitide progresos tan especta
culares como el de ver y oír en varias ocasiones a los atronautas durante sus
viajes espaciales y en sus descensos a la Luna.
Es un hecho que la aceleración de los descubrimientos científicos en el mundo
contemporáneo trae consigo una evolución constante de las diferentes ramas de
la ingeniería. El desarrollo de la investigación tecnológica, la consiguiente concepción de importantes dispositivos y su aplicación en lapsos de tiempo cada
vez más cortos, es particularmente marcada en el caso de la ingeniería electró
nica; por ejemplo, el tubo de vacío fue inventado en 1884 y usado prácticamente
31 años después, mientras que el transistor fue concebido en 1948 y utilizado en
aparatos electrónicos sólo 3 años después, y más recientemente, los circuitos
integrados, que han revolucionado la electrónica, particularmente por sus apli
caciones en las máquinas computadoras, fueron ideados en 1958 y utilizados sólo dos años más tarde.
Es de notarse que los lapsos de tiempo mencionados corresponden a aplicaciones rentables en países donde fue posible justificar el costo de las mismas, pero que en otras naciones como la nuestra las aplicaciones de un gran número de dispositivos electrónicos y el uso de muchos aparatos se han efectuado -
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mucho después que en los países más desarrollados. Puede, por ejemplo, men
cionarse el caso de las máquinas computadoras electrónicas, las que durante su primera fase se construfan a base de tubos electrónicos de vacío, lo que, como se sabe, ocasionaba, entre otras cosas, que tuviesen un gran consumo de energía y grandes limitaciones en su capacidad y rapidez. Esta primera
fase duró poco, pues al aparecer los transistores las máquinas se construye ron a base de tales dispositivos.
Al suceder esto, los países industrializados que habían construido las primeras
máquinas comenzaron a deshacerse de ellas y en algunos casos las cedieron o
vendieron a países menos desarrollados. Es así como a México llegaron algunas computadoras que funcionaban con tubos de vacío en 1962 y su utilización
era muy limitada; por lo que fue necesario adquirir máquinas transistorizadas
de las que ya en ese momento se hacía uso en los países desarrollados. Este
caso muestra cómo muchos de los dispositivos y aparatos electrónicos que aparecen en las naciones industrializadas, como producto de la investigación
tecnológica, se aplican en países como México en lapsos de tiempo mucho mayoares que en dichas naciones y, además, frecuentemente se nos envía equipo
electrónico que ya es obsoleto en otros países debido a que la aparición de nue
vos dispositivos ha hecho que se construyan aparatos con mejores característi
cas. Esto ha sucedido frecuentemente durante los intervalos entre las grandes
etapas por las que ha pasado la electrónica: el intervalo del paso de las válvulas termoiónicas a los transistores, el del paso de los transistores a los cir-
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cuitos integrados y el del paso de los circuitos integrados a los microcicuitos integrados. En esas etapas los dispositivos y aparatos electrónicos son mejorados en casi todas sus caracterrsticas, debido a que las componentes electró
ficas que son cada vez más pequeñas, y más confiables realizan funciones cada
vez más complej as a velocidades cada vez mayores y a menores costos.
La aparición de los nuevos tipos de componentes electrónicas ha sido posible gracias al desarrollo de la investigación cientrfica y tecnológica de alto nivel,
que fundamentalmente se realiza en los pafses desarrollados, tanto en las uní
versidades e institutos de educación superior cuanto en la industria.
Si particularizamos al caso de los microcircuitos electrónicos integrados, se
observa que se están superando en considerable proporción las posibilidades que se tenfan con las máquinas computadoras electrónicas más complejas de los últimos años y se propicia el desarrollo industrial de dispositivos electró
nicos de medición, control y comunicación de pequeño tamaño y de una gran precisión, que van desde los relojes electrónicos digitales hasta los complica
dos sistemas instalados en las naves espaciales que ven multiplicadas sus po
sibilidades de investigación.
Y ante un panorama tan alentador desde el punto de vista de la ciencia y la tec
nologfa a nivel mundial, se nota que a nivel nacional la investigación tecnológi
ca relacionada con la electrónica que se efectúa en países como el nuestro es
exigua: se circunscribe a la que 7 con muchas limitaciones, se hace en dos o -
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tres instituciones de educación superior, y es prácticamente nula en la industria,
ya que todas las componentes electrónicas son,en el mejor de los casos, semifabricadas o ensambladas en México con base en diseños hechos en países des arrollados, donde realmente se hace investigación tecnológica en el área de la electrónica.
La sistematización de un enfoque científico para resolver problemas prácticos
en muchos campos de la actividad humana, ha propiciado que en las últimas dé
cadas se hayan creado, en diferentes países, laboratorios de investigación y
desarrollo experimental en dependencias oficiales, universidades y empresas
industriales que se han beneficiado directamente con los resultados de sus tra
bajos. Es así como en un laboratorio de investigación de la industria se idearon
y construyeron los primeros transistores de unión en 1949y, posteriormente,
Shockley, con base en trabajos anteriores, realizó el primer análisis teórico del transistor de unión.
Observando las generaciones que, en su evolución, se considera ha tenido hasta
el presente la electrónica, puede verse que, sin la aparición de los dispositivos
con semiconductores, habría sido muy difícil alcanzar el grado de desarrollo que han logrado las computadoras electrónicas y los dispositivos de control y comunicación de la actualidad. El desarrollo de la micoelectrónica tampoco habría sido posible sin el conocimiento preciso de las modernas teorfas sobre
la conducción en los semiconductores, basada en la física cuántica, y aquí es
donde puede observarse la retroalimentación establecida entre la ciencia básica
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y sus aplicaciones tecnológicas, pues el desarrollo mismo de los microcircuitos
electrónicos y el constante mejoramiento de sus características han constituido
factores determinantes para el progreso ulterior de la ciencia y de sus métodos
científicos; baste citar, por ejemplo, cómo las computadoras electrónicas se utilizan ahora para obtener mejores diseños, fabricación y control de calidad,
de los microcircuitos integrados, ya que un gran número de operaciones que se
realizan en los procesos de producción sería muy difícil controlarlos sin la ayuda de las mismas. La complejidad de los microcircuitos y el hecho de que
muchos de sus elementos son inaccesibles para probarlos, impone serios - obstáculos en el análisis y síntesis de diseño y hace necesario el uso de grandes
computadoras para su concepción.
El desarrollo de los dispositivos con semiconductores y en particular de los
microcircuitos electrónicos integrados ha hecho que éstos tengan una compleji
dad cada vez más grande y que los costos de la investigación básica y aplicada
para mejorarlos sean cada vez mayores, lo cual, en los países en vía de des arrollo como el nuestro, ha ocasionado el que dicha investigación se realice en
forma exigua y con grandes dificultades, dando como resultado el crecimiento
de nuestra brecha tecnológica.
Hay opiniones acerca de que países como el nuestro deberían desarrollar sobre
todo tecnologías intermedias, las que, por no interesar a otros países más avan
zados, podrían tener el atractivo de su bajo costo y poca complejidad; sin embar
go esto no tendría sentido en el caso de la mayoría de los dispositivos electróni-
cos y de comunicación que han aparecido en los últimos años, pues no puede hablarse de tecnologías intermedias para la fabricación de microcircuitos integrados o, simplemente, para la fabricación de dispositivos con semiconductores
como los transistores y diodos común y corrientes.
Quisiera hacer hincapié en que el desarrollo y la fabricación de los múltiples dis
positivos electrónicos que hay en la actualidad, pueden plantear el interrogante
de cómo transferir a países como México las modernas tecnologías relacionadas
con ellos, ya que nuestra capacidad técnica y cientffica y nuestros problemas tecnológicos en este aspecto difieren con relación a los países más avanzados.
Esta transferencia, desde luego, plantea problemas de carácter social y economico; pero desde el punto de vista técnico, la creación en México de industrias
para la fabricación de dispositivos con semiconductores y la mejor utilización
de las tecnologías que se tienen se lograrían mejor con el apoyo de una labor de
investigación y desarrollo en el país mismo, con objeto de adaptar esas tecnollogras a nuestro medio. Para ello, es muy importante incrementar el número
de laboratorios destinados al estudio de las modernas tecnologías relacionadas
con la electrónica, y tratar de obtener una colaboración más efectiva para el desarrollo de la investigación tecnológica en las industrias que actualmente tienen que ver con esta área en México; ésto, a la larga haría posible la transfe
rencia de tecnología y el mejoramiento de la calidad de los dispositivos fabricados en el país, y contribuiría a la formación de especialistas.
Hay, entre la tecnología de fabricación de dispositivos electrónicos y la econo-
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mía una constante interacción. Por ejemplo, la multiplicación de las funciones
electrónicas, su mayor seguridad y su mucho menor costo son tres consideracio
nes, acerca de los progresos de la microelectrónica, más importantes que el hecho mismo, de por sí interesante, de la miniaturización de los dispositivos.
La mayor remuneración económica es para quienes, en la competencia, se aplican a lograr avances tecnológicos, porque el descenso de los costos, que constituye un incentivo en todos los campos de aplicación, se deriva de un progreso técnico. As!, si nuest ro país continúa limitándose al ensamble de componentes
electrónicas y construcción parcial de dispositivos de control y comunicación, y
no progresa en la investigación tecnológica, quedaremos supeditados a los progresos técnicos de países más avanzados y los precios de esos dispositivos siempre
serán fijados por dichos países.
Si el desarrollo actual de la investigación tecnológica en el área de la electrónica
es reducido, debemos esforzarnos por que en el futuro se incremente notable mente; pues, de no ser así, nuestra dependencia del extranjero se hará cada vez
mayor en esta área que necesariamente en la época en que vivimos tiene una estre
cha interrelación con otras áreas de la ingeniería y con la economía.
La situación hasta aquí descrita es la causa principal de que los planes de integración de la producción de componentes con semiconductores no se hayan podido
llevar adelante con la eficacia requerida, y las empresasque fabrican ese tipo de
componentes en nuestro país no puedan tener el control de las tecnologías de las
cuales son beneficiarias.
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lo
al
Urge, pues, poner los medios conducentesÁir atenuando estas condiciones de nuestro retardo, a riesgo de que, si no se actúa con rapidez, dada la falta de
una infraestructura industrial que día a día requiere de más innovaciones, la creación de una industria electrónica verdaderamente nacional tendrá un costo
prohibitivo.
Es muy pequeña la fracción que se exporta de los productos de la industria nacional de componentes electrónicas; la mayor parte de esta producción abastece
al mercado nacional cautivo, el cual se complementa con importaciones de mate
riales y componentes. Es muy difícil hacer la evaluación de esta industria, especialmente por lo que se refiere al mercado nacional, renglón cuyas estadis
ticas no son accesibles al público y ni siquiera
-• cua'n confiables pueden
ser.
En un artículo recientemente publicado en la revista Scientific American se mdi
ca que actualmente en las industrias que fabrican microcircuitos electrónicos el
producto desciende aproxi madamente el 2570 de precio al año, lo cual hace nece
sano que dichas industrias se esfuercen por írealizar una investigación tecnolo
lógica y un desarrollo experimental cada vez más intensos, ya que, si una cmpa
determinada logra sacar con un año de anticipación un producto determinado,
esto le permite obtener un 25970 de ventaja sobre los precios de las compañías rivales. Así, el perfeccionamiento de los microcircuitos electrónicos y por lo
tanto el de los aparatos que con ellos se construyen es decisivo para la industria
electrónica, lo que hace que, por ejemplo, en los Estados Unidos de América -
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las principales compañías de esa industria destinen el 10 por ciento de sus ingre,
sos a investigación y desarrollo industrial. Lsde luego, una parte importante
de dichos ingresos proviene de sus ventas a otros países, lo cual significa que
esa investigación está en parte subsidiada por las divisas que obtienen de 'tos
últimos; esto origina que, al sustentarse la producción, el mejoramiento y la
reducción de costos de los microcircuitos en la investigación tecnológica, sean
esos países los que deseen preferentemente realizarla. Por otra parte, la inver
sión que hacen esas industrias en investigación tecnológica en otras naciones en
las que tienen filiales que se encargan del ensamblado de partes electrónicas es
prácticamente nula; debido a ello resulta necesario que tales países creen compa
flías nacionales interesadas en realizar investigación tecnológica en el área de
la ingeniería electrónica y no reducirse a la poca que se realiza en las instituciones de educación superior. Esta necesidad se hace cada vez más grande - debido a que el número de funciones electrónicas incorporadas anualmente a un
gran número de productos aumenta en forma muy acelerada y hay estudios que
indican que para 1986 el número de funciones aumentará cien veces con respecto
a las que se tienen actualmente y que los costos por función se reducirán veinte
veces con respecto a los que se tenían en 1976. Por lo tanto, los dispositivos electrónicos tendrán una reducción de costos muy elevada y serán utilizados en
la mayor parte de las actividades humanas y, en mayor o menor grado, en todos
los países del mundo, dependiendo de su nivel de desarrollo.
Gracias a las reducciones de precios, se podrán aprovechar los dispositivos
electrónicos en extensas regiones, por ejemplo, para proporcionar nuevos tipos
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de entretenimientos, propagar mejor los conocimientos con fines educativos y apara la realización de muchas de las tareas habituales, tanto en el hogar cuanto en las oficinas.
La verdadera revolución microelectrónica hallará su mejor manifestación en la
siempre creciente expansión de aplicaciones útiles para la vida moderna.
Es por todo lo anterior por lo que si México no logra franquear la brecha tecno
lógica, que lo separa de los países más adelantados, y que en el área de la electrónica se hace cada día más profunda, verá agravarse sus problemas económicos y sociales a niveles que pondrán en peligro su estabilidad económica
en general.
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