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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DR. RAFAEL BELLOSO CHACIN MAESTRIA EN GERENCIA DE PROYECTOS INDUSTRIALES DETERMINACION DE TENDENCIAS TECNOLOGICAS Y OPORTUNIDADES DE NEGOCIO EN EL AREA DE NANOTECNOLOGIA Trabajo presentado como requisito para optar al Grado de Magíster en Gerencia de Proyectos Industriales Autor: Ing. Belkys Amador Tutor: Msc. Alvaro Alfonzo Maracaibo, Marzo de 2003 iv DEDICATORIA A Dios Todopoderoso, mi camino, mi verdad y mi vida, por su inigualable amor, gracia y eterna compañía. A mis padres, a quienes amo profundamente y quienes son responsables de todo lo que he logrado en mi vida. A mis hermanas Betsy y Brenda, por ser mis amigas, compañeras y confiar siempre en mí. A mis sobrinos Gustavito y Orianita, quienes vinieron al mundo para llenar mi corazón y mi vida de alegría y esperanza, los amo mucho. A mis abuelitos Socorro y Carlos, quienes siempre me han brindado su amor incondicional y su apoyo en todos mis actos. A mi querida amiga Salomé, quien con su cariño, respeto, paciencia y amistad me ha acompañado en el camino para el logro de esta meta. A mis amigos Johanna, Yoleida, Yanet, Vicente, Marelba y Simar, quienes siempre me han brindado una amistad sincera y han sido solidarios en los momentos difíciles. Belkys v RECONOCIMIENTOS A Dios Todopoderoso, por concederme la vida, guiarme por el buen camino y otorgarme el don del discernimiento y la inteligencia. A mi mami y a mi abuelita Socorro, por su amor, comprensión y por darme ánimo para concretar esta meta. A mis hermanas Betsy y Brenda, por apoyarme y estar siempre a mi lado. A mi tutor Alvaro Alfonzo, por su apoyo incondicional y por brindarme la oportunidad de compartir sus conocimientos y confianza. A Denys García, quien con sus palabras, entusiasmo y conocimiento contribuyo al feliz termino de esta meta. A mi tía Sandra y a mi amiga Salomé, por sus aportes, colaboración y disposición para que alcanzara esta meta de la mejor manera. A mis amigas Marelba y Johanna por su confianza y apoyo en todo momento. Belkys vi INDICE GENERAL pp. VEREDICTO …………………………………………………………………. iii DEDICATORIA …………………………………………………………….… iv RECONOCIMIENTOS ……………………………………………………..… v INDICE GENERAL …………………………………………………………. vi LISTA DE TABLAS …………………………………………………………. ix LISTA DE GRAFICOS ……………………………………………………... x LISTA DE FIGURAS ………………………………………………………... xii RESUMEN ……………………………………………………………………. xiii ABSTRACT …………………………………………………………………... xiv INTRODUCCION ……………………………………………………………. 1 CAPITULO I. EL PROBLEMA ………………………………………………………… 5 1. Planteamiento del Problema ……………………………………….... 6 1.1. Formulación del Problema …………………………………………… 9 2. Objetivos de la Investigación ……………………………………....... 10 2.1. Objetivo General …………………………………………………….... 10 2.2. Objetivos Específicos ………………………………………………… 10 3. Justificación de la Investigación …………………………………….. 11 4. Delimitación del Estudio ……………………………………………… 13 II. MARCO TEORICO ……………………………………………………... 15 1. Antecedentes de la Investigación …………………………………… 16 2. Bases Teóricas ……………………………………………………….. 21 2.1. Nanotecnología ……………………………………………………….. 21 2.1.1. Origen de la Nanotecnología ………………………………………... 23 vii 2.1.2. Fabricación Molecular ………………………………………………... 24 2.1.3. Herramientas para el Trabajo a Nivel Nanométrico ………………. 27 2.1.4. Implicaciones Eticas y Sociales de la Nanotecnología …………... 28 2.1.5. Revolución en Nanotecnología en Estados Unidos ………………. 30 2.1.6. Futuro de la Nanotecnología ………………………………………… 31 2.1.7. Nanomateriales ……………………………………………………….. 37 2.1.8. Nanodesarrollos relevantes………………………………………….. 39 2.2. Tecnología e Innovación …………………………………………….. 41 2.2.1. Ciclo de Vida de la Tecnología y Madurez Tecnológica ............... 46 2.2.2. Dominio de la Tecnología ……………………………………………. 50 2.2.3. Ciclo de la Tecnología en la Empresa ……………………………… 51 2.2.4. Diagnostico y Posicionamiento Tecnológico ………………………. 53 2.3. Patente ……………………………………………………………….... 58 2.3.1. Oficina de Patentes y Marcas Registradas de Estados Unidos …. 59 3. Definición de Términos Básicos …………………………………….. 60 4. Sistema de Variables e Indicadores ………………………………... 62 4.1. Definición Conceptual y Operacional de Variables ……………….. 62 III. MARCO METODOLOGICO …………............................................... 65 1. Tipo de Investigación ……………………………………………….... 66 2. Diseño de Investigación ……………………………………………… 68 3. Población del Estudio ………………………………………………… 69 4. Muestra ………………………………………………………………… 70 5. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos ………………. 71 6. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos …………………. 74 7. Procedimiento de la Investigación ………………………………….. 77 IV. RESULTADOS DE LA INVESTIGACION …………………………... 79 1. Tendencias Tecnológicas en el área de Nanotecnología………… 80 1.1. Matriz de análisis de las patentes en el área de nanotecnología .. 80 1.2. Patentes en el área de nanotecnología aplicadas (solo asociadas a patentes asignadas) ………………………………………………... 84 viii 1.3. Patentes en el área de nanotecnología asignadas desde el año 1976 ……………………………………………………………………. 86 1.4. Campos de conocimiento al que se asocian las aplicaciones de las patentes ………………………………………………………….... 88 1.5. Patentes asignadas en el campo de Electrónica y Computación .. 90 1.6. Patentes asignadas en el campo de los Materiales ………………. 92 1.7. Patentes asignadas en el campo de Medicina ……………………. 93 1.8. Patentes asignadas en el campo de Nano I&D……… …………… 95 1.9. Patentes asignadas en el campo de Procesos Industriales ……... 96 1.10. Patentes asignadas en el campo de Electricidad …………………. 97 1.11. Patentes asignadas en el campo de Física ………………………... 99 1.12. Patentes asignadas en el campo de Optica ……………………….. 100 1.13. Patentes asignadas en el campo de Química …………………….. 101 1.14. Patentes asignadas en el campo de Telecomunicaciones……...... 102 1.15. Patentes asignadas en el campo de Transferencia de Calor ……. 103 1.16. Discusión de Resultados……………………………………………... 104 2. Oportunidades de Negocio en el área de Nanotecnología……….. 110 2.1. Matriz de Análisis de Oportunidades de Negocio………………….. 110 3. Portafolio de Oportunidades Tecnológicas para la Industria Petrolera………………………………………………………………... 118 3.1. Madurez tecnológica y penetración de mercado de oportunidades tecnológicas en el área de nanotecnología……….. 120 3.2. Diagnostico y posicionamiento tecnológico de las oportunidades tecnológicas en el área de nanotecnología para la industria petrolera………………………………………………………………... 124 CONCLUSIONES …………………………………………………………… 129 RECOMENDACIONES ……………………………………………………… 133 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ……………………………………... 134 ANEXOS A Matriz de Análisis. Tendencias Tecnológicas en el Area de Nanotecnologia ………………………………………………….... 138 B Procedimiento esquemático del análisis documental efectuado en la página web de “United States Patent and Trademark Office”…………………………………………………. 159 ix LISTA DE TABLAS Tabla pp. 1 Operacionalización de las variables: Tendencias Tecnológicas y Oportunidades de Negocio en el Área de Nanotecnología …………………………………………………. 64 2 Características de la población muestral…………………….. 71 3 Matriz de Análisis. Tendencias tecnológicas en el área de nanotecnología…………………………………………………... 81 4 Matrizde Análisis. Oportunidades de negocio en el área de nanotecnología…………………………………………………... 111 x LISTA DE GRAFICOS Gráfico pp. 1 Patentes en el área de nanotecnología aplicadas de acuerdo a la “Oficina de Patentes y Marcas Registradas de EE.UU.” desde el año 1973 hasta el 31 de diciembre de 2002 ……………………………………………………….. 84 2 Patentes en el área de nanotecnología asignadas por la “Oficina de Patentes y Marcas Registradas de EE.UU.” desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002……………………………………………………………. 87 3 Campos de conocimiento al que se asocian las aplicaciones de las patentes asignadas en el área de nanotecnología desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002……………………………………………. 88 4 Patentes en el campo de Electrónica y Computación asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002………………………………………………………... 91 5 Patentes en el campo de Materiales asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002………………. 92 6 Patentes en el campo de Medicina asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002………………. 94 7 Patentes en el campo de Nano I&D asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002…………….… 95 8 Patentes en el campo de Procesos Industriales asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002………………………………………………………... 97 9 Patentes en el campo de Electricidad asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002………………. 98 10 Patentes en el campo de Física asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002……………………. 99 11 Patentes en el campo de Optica asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002……………………. 100 xi Gráfico pp. 12 Patentes en el campo de Química asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002………………. 101 13 Patentes en el campo de Telecomunicaciones asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002…………………………………………………………… 102 14 Patentes en el campo de Transferencia de Calor asignadas desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre de 2002………………………………………………………... 103 xii LISTA DE FIGURAS Figura pp. 1 Curva “S” Madurez Tecnológica………………………………. 47 2 Curva “S” Madurez Tecnológica y Ciclo de Vida de la Tecnología………………………………………………………... 48 3 Curva “S” Dominio de la Tecnología…………………………... 51 4 Matriz de Impacto………………………………………………... 55 5 Matriz de Análisis de Brechas…………………………………. 56 6 Posicionamiento Tecnológico………………………………….. 57 7 Curva “S” Madurez y Dominio de la Nanotecnología……….. 109 8 Madurez tecnológica y penetración de mercado de oportunidades nanotecnológicas en el área de electrónica/computación……………………………………….. 121 9 Madurez tecnológica y penetración de mercado de oportunidades nanotecnológicas en el área de materiales.... 122 10 Madurez tecnológica y penetración de mercado de oportunidades nanotecnológicas en el área de medicina….. 123 11 Matriz de impacto-madurez tecnológica-riesgo para las oportunidades nanotecnológicas en la industria petrolera…. 125 12 Matriz de Análisis de Brechas para la industria petrolera respecto a la nanotecnología………………………………….. 126 13 Posicionamiento Tecnológico de la industria petrolera respecto a la nanotecnología………………………………….. 127 xiii Amador Cáceres Belkys Tibisay. Determinación de tendencias tecnológicas y oportunidades de negocio en el área de nanotecnología. Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín. Gerencia de Proyectos Industriales. Maracaibo, 2003. RESUMEN El propósito de la presente investigación fue determinar las tendencias tecnológicas y oportunidades de negocio en el área de nanotecnología para la identificación de un portafolio de oportunidades tecnológicas para la industria petrolera. El método usado fue el descriptivo – documental – bibliométrico y su diseño no experimental – transeccional – descriptivo. Por tratarse de un estudio documental – bibliométrico la población muestral estuvo conformada por 220 trabajos patentados por la Oficina de Patentes y Marcas Registradas de EE.UU. en el área de nanotecnología, desde el año 1976 hasta el 31 de diciembre del año 2002. Se analizo cada uno de los trabajos patentados, asimismo se revisaron investigaciones y literatura asociada al área de nanotecnología, obteniendo de esta manera la información relacionada a las tendencias tecnológicas y oportunidades de negocio en esta área, las cuales básicamente se orientan a los campos de la electrónica/computación, materiales y medicina; se proyecta un crecimiento vertiginoso de la investigación y desarrollo en nanotecnología, ya que, aunque los primeros trabajos en esta área fueron patentados a finales de los años 70 y principios de los años 80, el desarrollo sostenido se inicia en el año 1994 y el crecimiento vertiginoso en el periodo comprendido entre los años 1999 y 2002, siendo el año 2002 el de mayor desarrollo. Se detectaron 21 nichos de oportunidades, a través de los cuales se visualizaron 32 oportunidades de negocio generales y 13 oportunidades de negocio para la industria petrolera. La nanotecnología es una ciencia que se encuentra en una etapa embrionaria y representa para la industria petrolera una oportunidad de creación de valor alta, así como también un alto riesgo, el cual puede ser mitigado con la inversión en I & D y materialización de alianzas estratégicas como estrategias de posicionamiento tecnológico. Las brechas de competitividad y tecnológicas se encuentran en un nivel bajo debido al estado embrionario de la tecnología, por tanto las oportunidades de negocio y posicionamiento vislumbrados son prometedores. Palabras claves: nanotecnología, patentes, bibliometría, tendencias tecnológicas, oportunidades de negocio, nichos, portafolio de oportunidades, madurez tecnológica, posicionamiento tecnológico, brechas tecnológicas, brechas de competitividad. xiv Amador Cáceres Belkys Tibisay. Determination of technological trends and business opportunities in the area of nanotechnology. University Dr. Rafael Belloso Chacín. Management of Industrial Projects. Maracaibo, 2003. ABSTRACT The purpose of this investigation was to determine the technological trends and business opportunities is the emerging area of nanotechnology in order to identify a portfolio of technological opportunities for the Venezuelan petroleum industry. The methodology used was descriptive – documental - bibliometric and its design was non – experimental – transactional – descriptive. Since the investigation was documental – bibliometric type, the sample population was conformed by 220 nanotechnology patents that were submitted to the Office of Patents and Trademarks of EE.UU. from 1976 to December 31st of 2002. Every patented nanotechnology work was analyzed, in addition literature and related investigations published also were analyzed in the same manner. From that analysis technological trends and business opportunities were found, these business opportunities are mainly segmented in the field of electronics/computing, materials and medicine. The first works in this area were patented the 70´s and at the beginning of the 80´s, a rapid growth can be noticed during the 90´s reaching the peak in the year 2002. After classifying these patents in to market niches and business opportunities, it can be divided into 21 niches from where 32 general and 13 petroleum business opportunities were derived. Nanotechnology is a science in embryonic stage and it creates high value creation opportunities for the petroleum industry, thehigh risk that can be moderated with the investment in I & D and materialization of strategic alliances as strategies of technological positioning. The competitive gaps and technological gaps they were fond to be low because of the embryonic stage of the technology, therefore bussines opportunities and highly promising. Key words: nanotechnology, patents, bibliometry, technological trends, business opportunities, portfolio of opportunities, technological maturity, technological position, technological gaps, competitiveness gaps. 1 INTRODUCCIÓN En el cambio del siglo XIX al siglo XX (Neumann y Blachere, 2000), las personas afrontaron problemas tratando de comprender como los automóviles y aviones funcionaban, y las computadoras y bombas nucleares solo existían en teoría; en el siglo XXI, paradójicamente, ya es posible la manipulación de la materia a nivel atómico y molecular, los científicos afirman que en este siglo podrán hacerse realidad todos los sueños de ciencia ficción, gracias a la nanotecnología, ciencia cuyo objetivo consiste en manipular hábilmente y de manera individual átomos y moléculas para crear estructuras con mejor organización molecular y de esta manera influir en las propiedades de los materiales y/o construir dispositivos y máquinas a escalas nanométricas. La nanotecnología (Fernández, 2001) se ha convertido en el objetivo de científicos de todo el mundo y los países tecnológicamente mas avanzados apuestan fuerte, con inversiones multimillonarias, por el desarrollo de este imparable proceso de revolución tecnológica que cambiará la vida del hombre y la industria, de forma comparable a la transformación radical que supuso la microelectrónica en su momento, o, revisando más atrás en el tiempo, como lo fue el descubrimiento de la electricidad o el paso por la edad de los metales. 2 La industria a nivel mundial enfrenta un gran desafío, la innovación es una constante y trae consigo cambios tecnológicos profundos, los cuales son capaces de transformar todos los procesos y productos así como modificar profundamente el modo de vida y las pautas para la competencia en los mercados. De la capacidad y flexibilidad para adaptarse a estos cambios depende el éxito de las industrias. Una industria que no escapa a esta realidad es la industria petrolera, la cual se caracteriza por demandar constantemente soluciones tecnológicas con el objeto de hacer más efectivos y más eficientes los procesos asociados a exploración y producción de petróleo y gas, refinación y procesamiento, almacenamiento y despacho de crudo. La nanotecnología surge como una alternativa de alcances inimaginables, es inminente que las industrias deban girar alrededor de esta nueva tecnología para apalancar la materialización de nuevas oportunidades de negocio y generar sólidas ventajas competitivas. A través del desarrollo de esta investigación se determinaron las tendencias tecnológicas y oportunidades de negocio en el área de nanotecnología para la identificación de un portafolio de oportunidades tecnológicas para la industria petrolera, para concretar este objetivo, se analizó a través del método bibliométrico el área de nanotecnología, se identificaron tendencias tecnológicas y oportunidades de negocio (portafolio de oportunidades tecnológicas), las brechas tecnológicas y de competitividad respecto al uso y aplicación de esta tecnología en la industria petrolera; 3 finalmente, se estableció un portafolio de oportunidades tecnológicas para la industria petrolera. Esta investigación explora y da a conocer el emergente mundo de la nanotecnología, sus numerosas aplicaciones, las posibilidades que abre en todos los ámbitos de la ciencia y su repercusión en la industria, la vida y la salud del hombre, el desarrollo de nuevos procesos y productos, asimismo, propone un portafolio de oportunidades tecnológicas orientado a la industria petrolera. Cabe considerar, por otra parte, que la investigación representa una guía para la ejecución de otras investigaciones documentales- bibliométricas, especialmente en el campo de la innovación tecnológica. El contenido de la presente investigación esta dividido en cuatro capítulos. Capitulo I, El Problema, contempla el planteamiento y formulación del problema de la investigación, los objetivos que se persiguen, la justificación y delimitación del estudio. Capitulo II, Marco Teórico, incluye los antecedentes de la investigación, las bases teóricas que la sustentan, la definición de términos básicos y el sistema de variables e indicadores. Capitulo III, Marco Metodológico, congrega el tipo y diseño de la investigación, la población y muestra del estudio, las técnicas e instrumentos de recolección de datos, las técnicas de procesamiento y análisis de datos y 4 la descripción del procedimiento utilizado para concretar los objetivos de la investigación. Capitulo IV, Resultados de la Investigación, se presentan todos los resultados y discusión de los mismos, básicamente relacionados a las tendencias tecnológicas y oportunidades de negocio en el área de nanotecnología y al portafolio de oportunidades tecnológicas para la Industria Petrolera. Seguidamente, se exponen las conclusiones y recomendaciones producto de la investigación.
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