Actividad inventiva para la mitigación del cambio climático: una visión de la industria marítima

MDPI

 

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por 
Natalia Wagner
 
 
 
Facultad de Economía e Ingeniería del Transporte, Universidad Marítima de Szczecin, 11 Pobożnego Str., 70-507 Szczecin, Polonia
Energías 2023 , 16 (21), 7403; https://doi.org/10.3390/es16217403
Presentación recibida: 20 de septiembre de 2023 / Revisado: 25 de octubre de 2023 / Aceptado: 31 de octubre de 2023 / Publicado: 2 de noviembre de 2023
(Este artículo pertenece al Número Especial Cambio Climático, Eficiencia Energética e Innovación Tecnológica )

 

Abstracto

La mitigación del cambio climático es uno de los desafíos más importantes que enfrenta el mundo moderno. Es necesario monitorear el desarrollo de nuevos conceptos y tecnologías e intentar identificar innovaciones disruptivas que tengan el potencial de convertirse en verdaderos elementos de cambio respetuosos con el clima. El objetivo de este artículo es examinar los patrones de actividad inventiva destinados a mitigar el cambio climático en la industria marítima con respecto a otros modos de transporte. Se seleccionaron y utilizaron herramientas de investigación adecuadas en el ámbito del análisis de patentes. Se utilizó como fuente de datos una nueva clase de patentes relacionadas con el cambio climático en el transporte marítimo (CPC-Y02T70/00). El valor original del estudio consiste en ofrecer una imagen completa de los esfuerzos realizados en la actividad patentadora en la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo, con una mirada a los principales solicitantes y países, los flujos de conocimiento, los campos técnicos más desarrollados y los menos desarrollados. Se construyó un mapa de flujos de conocimiento técnico para la mitigación del cambio climático en el transporte. Los resultados de la investigación muestran que los inventos para la industria marítima son menos herméticos que los del transporte aéreo y por carretera; sin embargo, no están tan vinculados con soluciones desarrolladas previamente. Los campos técnicos más desarrollados incluyen el diseño y la construcción de cascos de embarcaciones (1) y las medidas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con el sistema de propulsión (2). Entre las tecnologías cuyo desarrollo posterior merece especial atención se encuentran las soluciones relacionadas con la propulsión eléctrica y la energía de las olas. Al mismo tiempo, la actividad inventiva en el ámbito de la adaptación al cambio climático dedicada a los puertos es insignificante y definitivamente necesita más apoyo de la comunidad de científicos e inventores. La creación de conocimientos basados en la información sobre patentes puede ayudar a las universidades, instituciones de investigación, astilleros, fabricantes de equipos marinos y otras entidades comerciales a identificar las tecnologías con mayor potencial para un mayor desarrollo.

 

1. Introducción

El transporte marítimo ha experimentado en los últimos años cambios verdaderamente revolucionarios que seguramente se intensificarán en el futuro. Aunque no ocurren inesperadamente ni de la noche a la mañana, se han vuelto lo suficientemente prominentes como para crear una nueva realidad en la que operará la industria marítima en los años venideros. La transformación se produce en dos planos complementarios: la mitigación del cambio climático y el uso de tecnologías emergentes.
Las actividades de la industria marítima destinadas a la mitigación del cambio climático están impulsadas en gran medida por las nuevas regulaciones pertinentes creadas a nivel global por la Organización Marítima Internacional (OMI), así como a nivel regional. Los objetivos de emisiones netas cero han sido establecidos, entre otros, por la Unión Europea [ 1 ], Estados Unidos [ 2 ] y China [ 3 ]. La UE es considerada líder en cambios en el ámbito de nuevas regulaciones destinadas a alentar a las empresas que operan en la industria marítima a intensificar sus medidas de mitigación del cambio climático. La inclusión del transporte marítimo en el Pacto Verde Europeo se ha considerado necesaria para lograr los ambiciosos objetivos climáticos establecidos por la UE; de ahí la presión ejercida sobre la industria marítima y la decisión final de no dejar las regulaciones del transporte marítimo bajo la autoridad exclusiva. de la OMI. Además, las normas de presentación de informes medioambientales, sociales y de gobernanza (ESG) se han hecho más estrictas, en consonancia con la entrada en vigor de la Directiva sobre informes de sostenibilidad corporativa. Revelar la huella de carbono será obligatorio en toda la economía, incluidas las empresas de transporte que participan en la cadena de suministro.
Este último plano está relacionado con el uso creciente de nuevas tecnologías en el ámbito, entre otros, del Marítimo 4.0, es decir, la utilización de herramientas digitales en la gestión de buques y la gestión de la cadena de suministro marítima. El futuro de la industria marítima se basa en el uso de soluciones tecnológicas de última generación, como gemelos digitales, realidad virtual, realidad aumentada, barcos inteligentes, barcos autónomos, blockchain y otros [ 4 , 5 , 6 ]. La estructura, el equipamiento y la propulsión del barco también se desarrollan con la aplicación de tecnologías emergentes. A mediados de 2022, la proporción de buques propulsados por combustibles alternativos, como GNL, GLP, metanol, etano, biocombustibles e hidrógeno, constituía hasta el 24,6% de la cartera de pedidos mundial de buques nuevos [ 7 ].
El transporte marítimo está al borde de una transformación tecnológica encaminada a la descarbonización de la industria. Las innovaciones, que surgen de un enfoque respetuoso con el clima y son introducidas por los primeros usuarios, se están convirtiendo en un trampolín para diseñar nuevas estrategias comerciales y construir una imagen moderna de las compañías navieras o incluso de toda la economía azul [ 8 , 9 ]. Según la teoría de la innovación disruptiva, es necesario monitorear el desarrollo de nuevos conceptos y tecnologías e intentar identificar innovaciones disruptivas que tengan el potencial de convertirse en verdaderos revolucionarios. Cada nueva solución puede tener el potencial de convertirse en una innovación disruptiva [ 10 ]. Es responsabilidad de los responsables de la toma de decisiones empresariales predecir si es probable que una nueva tecnología sea disruptiva para un mercado o para su organización [ 11 ]. Hay que reiterar aquí que las tecnologías implementadas hoy no garantizan el éxito mañana. Por ejemplo, aunque el GNL se considera el combustible marino alternativo más reconocido, los autores de estudios de investigación recomiendan cada vez más otras opciones, por ejemplo, combustibles de hidrógeno [ 12 , 13 ]. Los temores y controversias sobre la importancia del GNL en la transformación energética de la industria marítima [ 14 ] abren la puerta a otras opciones y estimulan más investigaciones en esta área.
Este artículo, basado en la teoría de la difusión de las innovaciones, analiza la primera fase del proceso de desarrollo de la innovación. Las decisiones tomadas en esta fase, antes de la aplicación de una innovación por parte de los primeros usuarios, son de suma importancia para el proceso de difusión [ 15 ] (p. 136). Es muy difícil identificar las tecnologías líderes del futuro, ya que muchos factores determinan la escala de su presencia final en el mercado. Por otro lado, cabe señalar las áreas en las que se pueden buscar y los centros de conocimiento que realizan investigación avanzada en las áreas de interés. Según Rogers [ 15 ] (p. 140), una de las medidas del éxito de la investigación es si conduce o no a una patente. Por lo tanto, en este estudio sólo se examinaron las patentes.
La investigación combina dos fuertes tendencias actuales en el mercado marítimo: la aparición de nuevas tecnologías en el transporte marítimo y la mitigación del cambio climático. El objetivo de este artículo es examinar los patrones de actividad inventiva destinados a mitigar el cambio climático en el transporte marítimo con respecto a otros modos de transporte. Para ello, se seleccionaron y utilizaron herramientas de investigación adecuadas en el ámbito del análisis de patentes.
Las preguntas de investigación planteadas en este estudio cubren la fase previa de la primera etapa del proceso de difusión de la innovación. Esta es la etapa de generación de ideas y conceptos novedosos. Todavía no se ha investigado lo suficiente; por lo tanto, la evidencia de industrias individuales puede contribuir a su mejor comprensión. El proceso de investigación consistió en encontrar respuestas a las siguientes preguntas de investigación (PI):
RQ1:
¿Qué países y centros de conocimiento son líderes en el área de tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte marítimo o fluvial?
RQ2:
¿La actividad inventiva en el ámbito de la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo está tan intensificada como en otros modos de transporte?
RQ3:
¿Qué áreas de conocimiento técnico en el campo de la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo o fluvial son el principal foco de desarrollo?
La descarbonización de la industria naviera se analiza ampliamente en la literatura, y las investigaciones actuales abordan, entre otras cosas, la aplicación de combustibles marinos alternativos [ 16 , 17 ], prácticas operativas y soluciones que minimizan las emisiones de GEI [ 18 , 19 ], mejoras en eficiencia energética [ 20 , 21 ] y regulaciones, medidas y estrategias políticas internacionales [ 22 , 23 ]. Sin embargo, los conceptos de descarbonización de la industria naviera mediante una actividad inventiva intensificada y una gestión tecnológica inteligente todavía están escasamente representados en la literatura.
Este artículo ofrece una imagen completa de los esfuerzos realizados en la actividad de patentamiento en la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo, con una mirada a los principales solicitantes y países, los flujos de conocimiento, los campos técnicos más desarrollados y los principales problemas. La novedad del artículo radica en el uso de una nueva clase en la jerarquía de patentes (CPC–Y02T70/00) con el fin de analizar el tema aún insuficientemente explorado de la innovación en el transporte marítimo destinada a la mitigación del cambio climático. Se requiere trabajo de investigación para comprender el proceso de creación y desarrollo de invenciones en el transporte marítimo, que se caracteriza por muchas características únicas, como la naturaleza cíclica de los fletes, las fuertes relaciones con el sector de la construcción naval, la dependencia de la tasa de crecimiento económico y el volumen de envío por mar y el requisito de cumplir con los convenios y regulaciones internacionales emitidos por la OMI.
El resto de este estudio está organizado de la siguiente manera. En la Sección 2 se analizan los antecedentes de la investigación relacionados con la creación de conocimientos basados en el análisis de patentes con especial atención al cambio climático . La metodología de la investigación se describe en la Sección 3 y los resultados obtenidos se discuten en la Sección 4 . La sección 5 contiene las limitaciones del estudio y propone direcciones para futuras investigaciones. La sección 6 extrae las conclusiones, presenta las respuestas a las preguntas de investigación y sugiere implicaciones gerenciales para la industria naviera y los formuladores de políticas.

2. Antecedentes de la investigación

2.1. Construyendo conocimiento basado en el análisis de patentes

Los avances contemporáneos en tecnología han elevado la necesidad de gestionar el conocimiento disperso en diversas fuentes de información [ 24 ]. La gestión de la tecnología ofrece los métodos, técnicas y herramientas para abordar el problema. La gestión de la tecnología cierra "la brecha de conocimiento y práctica" entre la ciencia, la ingeniería y la gestión empresarial [ 25 ]. Se destaca que la gestión de la tecnología debe verse como el principal motor del crecimiento económico y la creación de riqueza [ 26 ]. La gestión de la tecnología a veces se denomina gestión de la tecnología y la innovación, gestión de la tecnología de ingeniería o gestión de la tecnología y la innovación [ 27 ].
Una de las herramientas utilizadas en la gestión tecnológica, y aplicada en esta investigación, es el análisis de patentes [ 28 ]. El análisis de patentes se utiliza en la planificación del desarrollo tecnológico a nivel nacional, industrial o empresarial [ 29 ]. La Organización Mundial de la Propiedad Intelectual define una patente como “un derecho exclusivo otorgado a una invención, que es un producto o un proceso que proporciona, en general, una nueva forma de hacer algo, o ofrece una nueva solución técnica a un problema”. [ 30 ]. Percibidas como un barómetro de las actividades de investigación y desarrollo, las patentes pueden proporcionar una visión importante de la etapa de desarrollo tecnológico [ 31 ]. Se consideran un indicador más fiable de la actividad inventiva que los gastos en I+D, que no revelan información sobre los resultados del proceso de innovación [ 32 ]. Sin embargo, tienen sus inconvenientes, el principal de los cuales es que no garantizan que una solución protegida por la ley de patentes encuentre aplicación práctica. Sin embargo, la mayoría de las invenciones importantes procedentes de la práctica empresarial están patentadas, ya sea que se basen o no en I+D [ 33 ].
La creación de una nueva solución suele preceder a muchos años de trabajo y el proceso de obtención de protección por patente tampoco siempre es rápido. Sin embargo, esto sigue siendo sólo el comienzo del camino para llevar una innovación al mercado. Una invención es una idea prometedora, un concepto con potencial para convertirse en una innovación [ 34 ]. Una invención también puede definirse como algo que no se ha demostrado previamente que sea posible en la práctica [ 35 ]. El proceso de comercialización convierte una invención en una innovación [ 36 ]. Este estudio se centra en la etapa de generación de ideas novedosas, no en el proceso de comercializarlas en el mercado.
E. Rogers, autor de Diffusion of Innovations , propuso una definición de innovación que actualmente es una de las más populares. También conceptualizó los incentivos para la adopción de las innovaciones y caracterizó el proceso de adopción y difusión de las innovaciones. Define la innovación como “una idea, práctica u objeto que un individuo u otra unidad de adopción percibe como nuevo” [ 15 ]. El proceso de decisión de innovación consta de cinco pasos: (1) conocimiento, (2) persuasión, (3) decisión, (4) implementación y (5) confirmación [ 15 ]. Estas etapas suelen suceder una tras otra. Sin embargo, el proceso de difusión no siempre es exitoso y hay escenarios frecuentes en los que se introducen innovaciones y no se difunden [ 37 ].
La teoría de la difusión de la innovación también llama la atención sobre la figura del inventor, que se encuentra en el inicio mismo del proceso de creación de la innovación. La característica dominante de los innovadores es la voluntad de experimentar nuevas ideas. Deberían estar preparados para el hecho de que no todas las innovaciones son exitosas y rentables. El riesgo de fracaso y un cierto grado de incertidumbre siempre acompañan a la innovación [ 38 ].
Las instituciones de investigación, las entidades comerciales y los responsables de la formulación de políticas aplican el análisis de patentes para, entre otras cosas, determinar la novedad técnica, analizar las tendencias de las patentes y la velocidad de difusión, pronosticar los desarrollos tecnológicos en un campo particular, diseñar planes tecnológicos estratégicos, identificar patentes y campos de investigación prometedores, diseñar un camino tecnológico. mapas, identificar áreas insuficientemente desarrolladas e identificar competidores tecnológicos [ 24 , 39 ]. Debido a su diversidad de capacidades, el análisis de patentes puede utilizarse tanto para analizar tendencias tecnológicas como oportunidades comerciales basadas en capacidades tecnológicas [ 40 ].
Desde el punto de vista de los centros de conocimiento y las empresas que desarrollan tecnologías existentes y anticipan el surgimiento de nuevas ideas, es importante monitorear "quién está haciendo qué ahora con respecto a una tecnología" [ 41 ]. El análisis de patentes puede utilizarse como ayuda en el diseño de nuevas tecnologías [ 42 ]. El uso del análisis de patentes para la investigación y la previsión de tecnologías emergentes relacionadas con las tecnologías de la información se está volviendo cada vez más popular [ 43 ], como blockchain [ 44 ]. Esta tecnología también se utiliza en las cadenas logísticas marítimas.
Obtener la protección de una patente significa completar con éxito el proceso de innovación [ 45 ]. Para muchas empresas, las patentes son la base para construir una estrategia comercial. Se pueden distinguir dos grupos principales de incentivos que motivan a las empresas a participar en la carrera por las patentes. El primero es el incentivo positivo, que tiene como objetivo excluir a los competidores y ser el único beneficiario de las invenciones en el mercado de productos, y el segundo es el incentivo negativo, que consiste en proteger a la empresa del riesgo de ser bloqueada por patentes propiedad de otros. [ 46 ]. Por lo tanto, se pueden distinguir tres estrategias principales de patentes: estrategia ofensiva, defensiva y de apalancamiento [ 47 ]. La motivación tradicional para patentar la tecnología de los productos sigue siendo dominante [ 48 ]. La estrategia de apalancamiento, por otra parte, tiene en cuenta diversas formas de cooperación, como la venta, la concesión de licencias y las licencias cruzadas, la agrupación de patentes, las alianzas y empresas conjuntas, la donación de derechos de patente y su abandono, así como el atraco mutuo [ 49 ]. Las patentes son una fuente invaluable de información sobre los últimos avances técnicos y tecnológicos en una amplia gama de áreas tecnológicas. Las soluciones protegidas por la ley de patentes incluyen aquellas en el campo de la informática, la biotecnología, la ingeniería eléctrica, la ingeniería, la agricultura, el transporte y muchos otros. El análisis de patentes permite identificar las direcciones de un mayor desarrollo y el grado de innovación en todas las industrias. La investigación de análisis de patentes se lleva a cabo con referencia a tecnologías específicas, por ejemplo, motores de combustión interna [ 50 ], evaluación del potencial de innovación de ciudades [ 51 , 52 ], regiones [ 53 ], empresas [ 54 ], industrias individuales [ 55 ] y países. [ 56 , 57 ].
Las patentes no sólo pueden proporcionar una ventaja competitiva; también son una medida del progreso tecnológico. La recopilación de patentes en un campo particular de la tecnología es parte del conocimiento acumulado de esa disciplina de la ciencia y la tecnología [ 58 ].
Como herramienta para evaluar el potencial de innovación en la industria naviera, el análisis de patentes se ha discutido en la literatura, aunque su uso para este propósito es raro, tal vez debido a la visión predominante de que la industria naviera es técnicamente conservadora [ 59 ]. La investigación realizada hasta ahora se centra en varias áreas de investigación, como los sistemas de energía para barcos [ 60 ], analizados desde varias perspectivas distintas, incluida, entre otras, la perspectiva de la competitividad tecnológica de las empresas de sistemas de energía integrados para barcos [ 61 ] o las tendencias y el desarrollo de esos sistemas en China [ 62 ]. Otros estudios buscan soluciones a problemas de investigación como la evaluación de la actividad de patentes de las compañías navieras [ 63 ], la competitividad tecnológica de las empresas [ 61 ], la sostenibilidad corporativa (en un sentido amplio) en las compañías navieras [ 64 ] y los barcos autónomos [ 65 ] . 66 ]. Ninguno de los artículos mencionados anteriormente examina las tecnologías o aplicaciones para la mitigación o adaptación al cambio climático en la industria marítima.

2.2. Patentes versus cambio climático

La información sobre patentes sobre tecnologías verdes se considera en la literatura como una buena aproximación a las innovaciones verdes [ 67 , 68 ]. La reciente ampliación de la clasificación de patentes para incluir una nueva clase de patentes relacionadas con el cambio climático ha brindado nuevas oportunidades para el análisis de soluciones tecnológicas y la evaluación del status quo de la tecnología en esta área.
El sistema de clasificación de patentes se actualiza periódicamente para adaptarse a las tendencias mundiales en materia de tecnologías, teniendo en cuenta las necesidades sociales y económicas prevalecientes. Uno de los principales desafíos que enfrenta, entre otros, el mundo de la ciencia, es la mitigación del cambio climático. Por lo tanto, en respuesta a las necesidades de los científicos y del entorno económico, la Oficina Europea de Patentes (EPO), actuando conjuntamente con la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos (USPTO), lanzó la nueva clase Y02 en la jerarquía de patentes, es decir, las tecnologías o aplicaciones de mitigación o adaptación frente al cambio climático. La clase Y02 cubre tecnologías seleccionadas desarrolladas para controlar, reducir o prevenir las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero, de acuerdo con el Protocolo de Kioto y el Acuerdo de París, y también tecnologías que permiten adaptarse a los efectos adversos del cambio climático [ 69 ]. Inicialmente estaba compuesto por dos subclases, y ninguna de ellas se dedicaba al transporte [ 70 ]. Ampliada gradualmente con nuevos códigos Y, la clase ha demostrado que aborda las necesidades actuales. Una lista clara de soluciones en el campo del cambio climático ha contribuido a ampliar el grupo de entidades interesadas en información sobre patentes [ 71 ].
En la actualidad, la clase se compone de ocho subclases, que se presentan en la Tabla 1 .
Tabla 1. Subclases de la clase Y de la Clasificación Cooperativa de Patentes (CPC).
Las subclases antes mencionadas se dividen en grupos principales. La subclase Y02T incluye los siguientes grupos principales:
  • Transporte por carretera de mercancías o pasajeros (Y02T10/00);
  • Transporte de mercancías o pasajeros por ferrocarril, por ejemplo, recuperación de energía o reducción de la resistencia del aire (Y02T30/00);
  • Aeronáutica o transporte aéreo (Y02T50/00);
  • Transporte marítimo o por vías navegables (Y02T70/00);
  • Tecnologías habilitantes o tecnologías con una contribución potencial o indirecta a la mitigación de emisiones de GEI (Y02T90/00).
Profundizando en la jerarquía, cada grupo principal se subdivide en una serie de subgrupos. Por ejemplo, Y02T70/00 se compone de seis subgrupos, que se pueden dividir en unidades más pequeñas. La subclase Y02T en su conjunto y el grupo principal Y02T70/00 (transporte marítimo o fluvial) son objeto del análisis realizado en el apartado 4 del presente documento.
Los primeros estudios basados en datos de la nueva clase Y02 ya están disponibles en la literatura. Los científicos aprecian los datos de patentes etiquetados Y02 como una fuente confiable de información sobre la escala y direcciones de la actividad inventiva en el área de mitigación y adaptación al cambio climático. Hötte y Jee [ 73 ] proponen un análisis interesante basado en la clase Y02A y varios grupos seleccionados de niveles de cuatro dígitos Y02, que muestran las sinergias potenciales entre tecnologías destinadas a la adaptación y la mitigación del cambio climático. Dechezlepretre et al. [ 74 ] se centran en tecnologías dedicadas a la adaptación al cambio climático. En el análisis de los campos tecnológicos de la subclase Y02A, destacan la escasa difusión transfronteriza de innovaciones, especialmente en el ámbito de la agricultura. Demuestran que las transferencias transfronterizas de invenciones patentadas orientadas al clima ocurren predominantemente entre un pequeño grupo de países compuesto por economías de altos ingresos y China. Su y Moaniba [ 75 ] utilizan datos etiquetados Y02 y datos de dióxido de carbono y otras emisiones de gases de efecto invernadero para demostrar que el número de innovaciones relacionadas con el cambio climático se corresponde positivamente con los niveles crecientes de emisiones de dióxido de carbono. Las investigaciones sobre el transporte marítimo basadas en el análisis de la clase Y02T70 aún son inexistentes en la literatura. Este artículo aborda esa brecha.
Las investigaciones realizadas en los últimos años han dedicado mucha atención a las emisiones de carbono. Por ejemplo, el análisis de patentes se ha utilizado para evaluar las tendencias en el desarrollo de tecnologías de adsorción para la captura de carbono [ 76 ], la reducción de las emisiones de CO 2 derivadas del consumo de energía de combustibles fósiles [ 77 ] y para evaluar el nivel de desarrollo tecnológico de combustibles alternativos para transporte marítimo, como el GNL [ 78 ]. El calentamiento global se aborda en el Objetivo de Desarrollo Sostenible 13: “Tomar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus impactos regulando las emisiones y promoviendo el desarrollo de energías renovables”. Según un informe reciente de la ONU, las medidas adoptadas para cumplir el ODS 13 son insuficientes [ 79 ]. Enfatiza que las reducciones profundas y sostenidas de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) son esenciales en todos los sectores a lo largo de esta década. Las expectativas relacionadas con las posibilidades de su implementación están relacionadas en gran medida con el desarrollo y aplicación de nuevas tecnologías [ 80 ].
Las dependencias entre la política medioambiental y el crecimiento del número de patentes se investigan en la literatura [ 81 ]. Las políticas ambientales y las iniciativas del sector privado pueden promover tecnologías ambientales y el desarrollo de tecnologías energéticas bajas en carbono [ 82 ]. En el transporte marítimo, dicha dependencia se ha demostrado en la regulación de las emisiones de azufre [ 83 ]. En busca de relaciones similares con respecto a la descarbonización del transporte marítimo, cabe destacar que hay un número creciente de estímulos que refuerzan la actividad inventiva en este ámbito, debido principalmente al creciente número de regulaciones transfronterizas relevantes. Los primeros instrumentos de política internacional obligatorios relativos a las emisiones de GEI fueron implementados por la OMI ya en 2011 [ 84 ]; sin embargo, no ha sido hasta los últimos años que la OMI se ha centrado fuertemente en la descarbonización de la industria. En 2016, se introdujo el Sistema de recopilación de datos de la OMI (IMO DCS), que impone un requisito y proporciona un marco para informar las emisiones de CO 2 en el transporte marítimo internacional. Un año antes, en 2015, la UE implementó un sistema de seguimiento, notificación y verificación de emisiones (Reglamento MRV de la UE) [ 85 ].
Algunos consideran que el Acuerdo de París, adoptado en 2016, es un gran avance en la conciencia y la actitud de las industrias y sociedades hacia la descarbonización de las economías nacionales. Aunque el transporte marítimo quedó fuera del Acuerdo de París (un hecho que puede considerarse desalentador de invertir en el desarrollo de tecnologías destinadas a la descarbonización de la industria), este importante evento estimuló un debate en la industria del transporte marítimo sobre la responsabilidad ante el cambio climático.
Los años siguientes vieron una aceleración en la iniciativa global para el transporte marítimo. La Estrategia inicial de GEI de la OMI de 2018 fue una publicación considerada por los actores del mercado marítimo como extremadamente importante para llamar la atención sobre la reducción de las emisiones de GEI [ 86 ]. Su versión actualizada de 2023 responde a las dudas sobre si las medidas creadas fueron suficientes para alcanzar los objetivos marcados por la OMI [ 22 ]. Se destacó la necesidad de medidas más ambiciosas y decisivas en el sector marítimo, ya que ni los responsables políticos ni los actores de la industria habían considerado las cuestiones del cambio climático con la suficiente seriedad [ 87 , 88 , 89 ]. La Estrategia revisada de GEI de la OMI es más ambiciosa y adopta un objetivo de emisiones netas cero de GEI del transporte marítimo internacional cerca de 2050 [ 90 ].
Las fuerzas antes mencionadas que impulsan la actividad inventiva en el ámbito de la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo van acompañadas de factores que la obstaculizan. Los recursos financieros limitados para la investigación y los estímulos políticos o económicos insuficientes para realizar investigaciones e implementar innovaciones en la práctica empresarial son sólo algunos de ellos. El entorno político tiene un impacto en el crecimiento de la innovación [ 91 ]. La financiación de la investigación científica y el rendimiento esperado de la inversión en la implementación de invenciones están firmemente arraigados en la realidad social y económica. En muchas ocasiones, los proyectos de investigación tienen que competir por financiación. La pandemia de COVID-19 reorientó la atención de los inversores hacia la investigación en la industria farmacéutica. Según las estadísticas de la OEP para 2020, el mayor crecimiento anual en las solicitudes de patentes se registró en los productos farmacéuticos (+10,2%), seguido de la biotecnología (+6,3%), con una caída en motores, bombas y turbinas (-16,4%) y mecánica. elementos (−9,5) para el mismo período [ 92 ]. Las patentes en el ámbito del transporte marítimo no caen dentro de las tendencias clave en materia de patentes.
Además, también son importantes aquí la situación de la industria naval mundial, medida por el volumen de la cartera de pedidos y los precios de los nuevos buques, así como la naturaleza cíclica de la industria. Como se muestra más adelante en el documento, la industria de la construcción naval es uno de los principales tipos de centros de conocimiento que presentan solicitudes de patentes y, al mismo tiempo, es el usuario directo de soluciones patentadas, utilizando nuevas tecnologías en buques de nueva construcción. Un auge en la industria de la construcción naval puede generar mejores oportunidades de financiación de I+D. La amplia incertidumbre reinante sobre las opciones de combustible y tecnología ha sido el principal factor que ha impedido a los armadores realizar pedidos de nuevos buques [ 14 ].

3. Metodología de la investigación

En este documento, se utilizó la Clasificación Cooperativa de Patentes (CPC) debido a su desglose más detallado en niveles jerárquicos en comparación con la Clasificación Internacional de Patentes (IPC) igualmente comúnmente aplicada y, lo que es de suma importancia aquí, su sección aislada sobre el clima. tecnologías de mitigación y adaptación al cambio. Cada documento de patente del CPC tiene un título, un resumen y una descripción detallada, así como uno o más códigos CPC asignados.
En este artículo se analizaron dos colecciones de patentes en el área de tecnologías de mitigación del cambio climático, a saber, la recolección por transporte y la recolección marítima. El primero tiene un alcance más amplio, incluyendo toda la subclase Y02T (tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte), mientras que el segundo se compone de uno de los principales grupos de subclase Y02T relacionados con las tecnologías de mitigación del cambio climático asignadas específicamente al transporte marítimo (Y02T70 /00). Ambas colecciones fueron analizadas en términos de la dinámica de las invenciones en función de las tendencias temporales y el país de los solicitantes. En el siguiente paso, se profundizó el análisis y se analizó el principal tema de investigación (la colección marítima) con respecto a varias características, como la identidad de los solicitantes, las relaciones entre los países solicitantes, la influencia de la tecnología, el poder de las patentes y los códigos CPC más utilizados. , códigos CPC cuyo número de instancias en la colección aumentó más y los grupos de sustantivos más comunes en títulos y resúmenes de patentes. Los análisis de la influencia de la tecnología y el poder de las patentes se realizaron frente a otros modos de transporte. El marco de investigación utilizado se muestra en la Figura 1 .
Figura 1. Marco de investigación.
El valor de una patente se puede evaluar utilizando varios índices e indicadores. Las métricas utilizadas para comparar y analizar los avances tecnológicos incluyen, en particular, el número de solicitudes de patente, el número de solicitantes y el número de solicitantes rechazados. Además, otros indicadores utilizados con frecuencia son las tasas de interrupción de patentes (que comparan el número de patentes vencidas con el número de patentes concedidas), las tasas de fracaso de patentes (que comparan el número de solicitudes de patente rechazadas o abandonadas con el número total de solicitudes de patente), la tasa de éxito (comparando el recuento de patentes concedidas con el número total de solicitudes de patente) [ 93 ]. Para comparaciones internacionales, se puede utilizar el índice de ventaja tecnológica revelada (RTA), que proporciona una indicación de la especialización relativa de un país en dominios tecnológicos seleccionados [ 94 ]. Para tecnologías específicas, también es posible hacer coincidir el modelo de curva logística o modelo de Gompertz con la serie temporal de patentes y luego leer propiedades como la tasa de madurez de la tecnología y el nivel de saturación [ 95 ]. Para el presente estudio, se incluyen demasiadas soluciones tecnológicas diferentes en los subgrupos estudiados como para justificar dicho estudio. La elección de los indicadores siempre depende de las especificidades del área estudiada y del propósito del estudio.
En este trabajo se utilizan indicadores adaptados al propósito y especificidad del estudio. Uno de ellos es el número de citas de un determinado documento de patente en otras solicitudes de patente presentadas en los años siguientes. Este índice proporciona una indicación de la importancia tecnológica de una patente [ 96 ] (p. 18) y se denomina influencia tecnológica [ 97 ] o velocidad de difusión de la tecnología [ 98 ]. Sin embargo, su inconveniente es que no es hasta varios años después de que se concede la protección a una patente que se puede evaluar su valor o importancia (de manera similar al análisis del número de citas de artículos científicos en otras publicaciones). Por lo tanto, para seguir la evolución de la tecnología, puede resultar útil realizar un análisis de citas retrospectivas, que tiene la ventaja de proporcionar datos sobre las patentes citadas tan pronto como se publica una patente [ 99 ]. Ambos índices representan los flujos de conocimiento en un campo tecnológico [ 100 ]. En este trabajo se utilizó el número de citas hacia adelante y hacia atrás, haciendo referencia cada una de ellas al número de patentes de una determinada colección. Las citas futuras por patente (1) para una determinada colección se calcularon utilizando una fórmula propuesta por Kim y Bae [ 101 ]. En consecuencia, se calculó el número de citas retrospectivas por patente para una determinada colección de patentes.
Un valor de poder de patente más alto indica una mayor difusión de la tecnología en diferentes campos y sectores tecnológicos y una mayor probabilidad de crear nuevos sectores [ 98 ]. Los índices de poder de patente e influencia tecnológica (citas futuras por patente) proporcionaron dos dimensiones, que se utilizaron para construir un mapa de flujos de conocimiento técnico según el modo de transporte.
Todos los datos estadísticos utilizados en la investigación se analizaron en términos de número de familias de patentes en lugar de número de patentes individuales. Por tanto, las colecciones no contienen duplicados de las mismas invenciones protegidas por la ley de patentes en diferentes países. Este enfoque se aplica a menudo en la investigación mediante análisis de patentes [ 102 , 103 ].
Las herramientas que respaldan esta investigación incluyen, entre otras, la plataforma de análisis Patent Inspiration ( http://www.patentinspiration.com , consultada el 15 de agosto de 2023). Recomendada como herramienta de investigación para la resolución de problemas técnicos y la presentación de resultados [ 104 ], Patent Inspiration se basa en la base de datos de documentación maestra de la EPO y contiene datos de más de 100 países.

4. Resultados y discusión

4.1. Las colecciones marítimas y de transporte: descripción general

Entre 2000 y 2022, más de 2 millones de invenciones a las que se concedió protección en virtud de la ley de patentes pertenecían a la clase de tecnologías o aplicaciones para la mitigación o adaptación al cambio climático . Todos fueron etiquetados con el código Y02 ( Tabla 2 ). El gran número de patentes etiquetadas como Y02 indica un gran interés por parte de los científicos en soluciones que permitan la mitigación o la adaptación al cambio climático y muestra el compromiso de los centros de conocimiento que gestionan la investigación. Una parte del 13,3% del total de patentes de esta clase se dedica a tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte.
Tabla 2. Posición de la colección marítima (grupo principal Y02T70/00) en la jerarquía de la CPC.
En el paso uno del estudio, se compararon las series temporales de la recolección del transporte Y02T y la recolección marítima Y02T70/00 (ver Figura 2 ).
Figura 2. Número de patentes en dos colecciones: ( a ) Transporte: tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte (Y02T); ( b ) Marítimo: tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte (transporte marítimo o por vías navegables (Y02T70/00)) en 2017-2022.
Ambas colecciones muestran series temporales similares del número de documentos de patente publicados; sin embargo, la dinámica del cambio varía. Teniendo en cuenta la gran proporción del transporte en las emisiones globales de GEI, estimada en un 20% [ 105 ], se podría esperar un crecimiento constante del interés en este ámbito por parte de los científicos. Mientras tanto, a lo largo de varios años se puede observar una disminución en el número de documentos de patente publicados, que alcanza su mínimo local en 2019. Esta disminución no es un caso aislado en la historia de cada una de las colecciones. En 2013, la actividad inventiva se desplomó en toda la clase Y02, presumiblemente como resultado de la crisis financiera mundial [ 106 ]. Se puede intentar buscar la causa de la disminución del número de patentes en 2019, seguida de una lenta recuperación en los años siguientes, en factores externos, aunque no es posible buscar sincronicidades entre la evolución económica o política y el crecimiento de la tecnología. una tarea fácil. Los posibles estimulantes e inhibidores de la investigación de tecnologías en el área de mitigación del cambio climático en el sector marítimo se analizan en la Sección 2.2 . La introducción de regulaciones y marcos destinados a una reducción cada vez más estricta de las emisiones de CO 2 se remonta a los años inmediatamente anteriores y durante el crecimiento de la actividad inventiva analizada en el transporte marítimo. La dificultad para determinar la dependencia precisa se debe al retraso resultante del hecho de que se necesita una cierta cantidad de tiempo para el desarrollo de una invención, seguido de un proceso de varios años para otorgar protección bajo la ley de patentes.
La evaluación de la actividad innovadora en términos geográficos abarca un análisis de los países líderes en la actividad de patentes y de los solicitantes. Su importancia radica en que la dirección de una patente suele corresponder al centro de I+D de la empresa que la recibe, lo que proporciona una visión general de la ubicación de los centros de conocimiento en el mundo. De la Figura 3 se desprende que en 2017-2022, la mitigación del cambio climático, tanto en referencia a todo el sector del transporte como específicamente al transporte marítimo, fue de mayor interés para los solicitantes con sede en EE. UU. y Japón. En el último año analizado se observa un cambio dinámico en esta situación, en beneficio de China. La actividad de China en este ámbito había ido creciendo constantemente año tras año, hasta ocupar el segundo lugar en el ámbito del transporte en general y el primero en el ámbito del transporte marítimo en 2022.
Figura 3. Países que lideran la actividad de patentamiento para ( a ) Y02T: tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte; ( b ) Y02T70/00: tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte (transporte marítimo o por vías navegables (número de patentes)) en 2017-2022 y solo en 2022.
Un análisis más detallado de la colección marítima basado en la empresa y la universidad como solicitantes de patentes reveló otras características interesantes. Los resultados mostraron que las cinco principales empresas presentaron casi el 58,9% de las patentes presentadas por todas las empresas juntas. El 41,1% restante de las patentes fueron presentadas por 1.543 empresas. La situación fue similar para las unidades académicas. Las cinco principales universidades presentaron el 58% de las patentes, y el 42% restante de las patentes fueron presentadas por las otras universidades, y hubo 154. En ambos casos, las cinco entidades líderes solicitaron alrededor del 60% del número total de patentes, lo que lleva a concluir una alta concentración de actividades inventivas.
Los resultados que se muestran en la Figura 4 representan la disimilitud de los centros de conocimiento en los países líderes. El análisis extrae sólo los veinte primeros resultados dentro de la colección marítima.
Figura 4. ( a ) Número de patentes en la colección marítima por empresa solicitante líder versus país, ( b ) Número de patentes en la colección marítima por universidad solicitante líder versus país en cuatro países líderes, 2000-2022. Países: CN—China; Japón: Japón; KR: República de Corea del Sur; Estados Unidos—Estados Unidos de América.
Entre las empresas, la mayoría de las patentes pertenecen a empresas de Corea del Sur y Japón. En estos países, los solicitantes son principalmente empresas que operan en el sector de la construcción naval. Los tres principales centros de conocimiento que presentan solicitudes de patentes en Corea del Sur son los principales astilleros del país. En los cuatro países presentados, las empresas analizadas en la Figura 4 a y la Figura 5 a presentaron el 90,4% del número total de sus patentes. La estructura de los solicitantes en China es diferente de la de otros países asiáticos porque las solicitudes de patentes las presentan principalmente las universidades. Esto lo confirman los porcentajes que se muestran en la Figura 5 . Esta característica específica del proceso de presentación de solicitudes de patente no está relacionada con ningún sector de la economía y es resultado de la política académica de China. El ascenso o no de un profesor académico chino depende en gran medida del número de solicitudes de patente presentadas. Esto explica el gran número de documentos de patente presentados por las universidades, algunos de los cuales tienen una calidad comprometida [ 81 ]. Como resultado, a pesar de una elevada producción de patentes, la comercialización de patentes es relativamente baja [ 107 ]. En los EE.UU., los principales solicitantes son empresas, incluidas empresas multinacionales, así como la Marina de los EE.UU.
Figura 5. ( a ) Porcentaje de patentes en la colección marítima por empresa solicitante líder versus país, ( b ) Porcentaje de patentes en la colección marítima por universidad solicitante líder versus país en cuatro países líderes, 2000-2022. Países: CN—China; Japón: Japón; KR: República de Corea; Estados Unidos—Estados Unidos de América.

4.2. Transporte marítimo versus otros modos de transporte

La tasa de crecimiento de nuevas tecnologías en el área de mitigación del cambio climático varía según los modos de transporte. Se evaluaron los flujos de conocimiento y las relaciones de la colección marítima con diferentes campos tecnológicos en referencia a otros modos de transporte ( Tabla 3 ). Considerando que no existen valores de referencia de los índices analizados, la única forma razonable de realizar el análisis es comparar los resultados obtenidos para el transporte marítimo con los obtenidos para otros modos de transporte dentro del mismo período de tiempo y posición en la patente. jerarquía.
Cuadro 3. Resumen de índices de flujo de conocimientos técnicos seleccionados para las colecciones de patentes analizadas.
Las tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte por carretera tienen el mayor número de invenciones patentadas, seguidas de las patentes relacionadas con el transporte aéreo y el transporte marítimo y fluvial, respectivamente. El transporte ferroviario cierra la lista con el menor número de invenciones patentadas. El grupo Y02T90/00, en el que no se indica ningún modo de transporte específico, también es relativamente grande y su contribución a la mitigación de las emisiones de GEI se denomina potencial o indirecta.
Del análisis se desprende que las patentes en el ámbito del transporte aéreo ejercen la mayor influencia tecnológica, medida por el número de citas por patente. En promedio, un único documento de patente de la colección se cita en 2,47 documentos de patente presentados posteriormente. Las patentes en este modo de transporte se basan en gran medida en soluciones previamente patentadas. El transporte marítimo ocupa un lugar bajo en el índice de citaciones anticipadas; sin embargo, ocupa el segundo lugar en el índice de citas hacia atrás por patente.
Los resultados del análisis del poder de las patentes muestran el grado en que las soluciones patentadas se utilizan en diferentes áreas de la tecnología. Los mejores resultados se obtienen en el transporte ferroviario y marítimo, es decir, estos modos de transporte desarrollan nuevas soluciones basadas en gran medida en conocimientos de diversas áreas tecnológicas. Los peores resultados obtenidos para el transporte por carretera y aéreo demuestran que los conceptos tecnológicos que se les asignan son de carácter más hermético que los propuestos para otros modos de transporte.
Dos de los índices calculados, es decir, la influencia tecnológica (citas futuras por patente) y el poder de la patente, se utilizaron como dimensiones, lo que permitió dibujar un mapa de flujo de conocimiento técnico que se muestra en la Figura 6 .
Figura 6. Mapa de flujos de conocimiento técnico para la mitigación del cambio climático en el transporte. Fuente: Estudio propio.
La presentación de los resultados en un mapa facilita identificar qué dimensión de los flujos de conocimiento técnico, para un modo de transporte específico, debería ser mayor para garantizar un alto flujo de conocimiento tanto en el tiempo como en varios campos técnicos. Un amplio uso de los logros en otras áreas de la tecnología apoya un mayor desarrollo de tecnologías emergentes en el transporte marítimo; sin embargo, existe poca correlación entre las soluciones nuevas y las previamente patentadas. Esto puede revelar poca continuidad de los proyectos de investigación realizados, así como un enfoque centrado en buscar novedades en lugar de aprovechar las soluciones previamente patentadas.

4.3. Campos tecnológicos en el transporte marítimo

Un análisis de la colección marítima desglosada en subgrupos revela los ámbitos tecnológicos que se están desarrollando a un ritmo excepcionalmente rápido. La colección marítima se compone de seis subgrupos, dos de los cuales son los más numerosos, con un número de patentes de entre dos mil y tres mil. Las características detalladas de los dos subgrupos se muestran en la Tabla 4 . Uno de ellos incluye soluciones relacionadas con el diseño o construcción de cascos de embarcaciones, como revestimientos del casco, forma de proa, materiales para la construcción del casco, por ejemplo, aceros ultraligeros, composites, etc. El otro incluye conceptos relacionados con sistemas de propulsión, por ejemplo, combustibles menos intensivos en carbono (por ejemplo, gas natural, biocombustibles), uso de electricidad generada por energía solar, uso de motores eólicos para generar electricidad, etc. Las soluciones de este subgrupo obtienen la mayor influencia tecnológica (tanto citas hacia adelante como hacia atrás) y poder de patente. Los índices, lo que significa que, en comparación con los otros grupos, se construyen en mayor medida a partir del conocimiento técnico disponible, son conocidos por un mayor número de científicos y están más fuertemente relacionados con otros campos de la tecnología.
Tabla 4. Resumen de índices de flujo de conocimiento seleccionados para los subgrupos más numerosos de la colección marítima.
La actividad innovadora en los otros cuatro grupos parece relativamente baja. A continuación se ofrece una descripción general de las patentes etiquetadas con códigos para estos subgrupos: Y02T70/10: medidas en la etapa de mantenimiento o reparación destinadas especialmente a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (13 patentes); Y02T70/30: tecnologías para una operación más eficiente del buque acuático no previstas en otro lugar, por ejemplo, relacionadas con la calefacción, la optimización del rumbo u otras (40 patentes); Y02T70/80: medidas relativas al reciclaje, la modernización o el desmantelamiento de embarcaciones acuáticas (3 patentes); Y02T70/90: equipos o sistemas portuarios que reducen las emisiones de GEI (2 patentes). En la práctica, esto significa que los administradores de instalaciones de reciclaje de puertos o astilleros no pueden recurrir a invenciones innovadoras o nuevos conocimientos técnicos basados en conceptos novedosos, y los planes de mitigación del cambio climático deben diseñarse sobre la base de las soluciones existentes.
Los resultados de los análisis de influencia tecnológica y poder de patentes se utilizaron para construir un mapa bidimensional de flujos de conocimiento técnico para la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo (ver Figura 7 ). Del mapa se desprende que los flujos de conocimientos sobre sistemas de propulsión son mejores que los de cascos de embarcaciones, tanto en el tiempo como en diversos campos técnicos.
Figura 7. Mapa de flujos de conocimiento técnico para la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo. Fuente: Estudio propio.
Un análisis más detallado de las relaciones entre las tecnologías marítimas y otras áreas del conocimiento técnico es posible debido a que los documentos de patente relacionados con el área de mitigación o adaptación al cambio climático están asignados a una de las subclases Y02, además de estar indexados en varios otros campos técnicos. Un solo documento puede tener asignadas varias o incluso una docena de clases; por lo tanto, cada patente de la colección marítima puede relacionarse con otros campos del conocimiento técnico. Los códigos más utilizados se muestran en la Figura 8 . El código Y02T70/00 se utiliza con más frecuencia que cualquier otro código, ya que es el código utilizado originalmente para crear la colección. El segundo y tercer códigos más utilizados confirman el compromiso con el desarrollo de innovaciones relacionadas con el diseño y la construcción de cascos y propulsión de embarcaciones, como se presenta anteriormente en la Tabla 3 . La clase B63, cuyos diversos subgrupos se muestran en la Figura 8 , cubre barcos u otras embarcaciones acuáticas y equipos relacionados.
Figura 8. Primeros ocho códigos etiquetados en colección marítima (Y02T70) (número de patentes).
Otra propiedad interesante de la colección marítima se puede observar en la Figura 8 . Muchas patentes etiquetadas como soluciones en el área de mitigación del cambio climático en el transporte marítimo también están indexadas como soluciones ya sea para el transporte por carretera, o como soluciones generales sin el modo de transporte indicado, o soluciones en el área de fuentes de energía renovables. Esto significa que nuevos conceptos técnicos en el área de la mitigación del cambio climático para su futura implementación en el transporte marítimo pueden desarrollarse originalmente para su aplicación en el transporte por carretera u otros sectores y viceversa.
Para evaluar el interés en el desarrollo de nuevas tecnologías, es necesario analizar no sólo el número de patentes sino también la dinámica de los cambios en la actividad de patentes. En la Figura 9 se muestran los códigos que muestran un aumento en la actividad de patentes durante al menos tres años consecutivos .
Figura 9. Códigos que muestran un aumento en la actividad de patentes durante al menos tres años consecutivos para la colección marítima (Y02T70/00) en 2000-2022.
A partir de 2012 se puede observar un rápido aumento del interés en el campo tecnológico de las pilas de combustible. La gran oferta de nuevas soluciones en este ámbito sigue disminuyendo drásticamente desde hace varios años, pero sigue ocupando una posición de liderazgo entre los sectores en rápido desarrollo. Los datos de 2022 vuelven a mostrar un aumento superior a la media en el interés por este tipo de propulsión. En una visión general, hasta cinco de todos los grupos mostrados en la Figura 9 están dedicados a temas eléctricos, tres de los cuales pertenecen a Electricidad , sin indicación de la industria en la que se puede aplicar la solución (sección H). Dos de ellos pertenecen al grupo de Procesos o medios eléctricos (p. ej., baterías) para la conversión directa de energía química en energía eléctrica ; uno está relacionado con los módulos fotovoltaicos . Los dos últimos se encuadran en el área de Propulsión de vehículos de propulsión eléctrica (B60L) . Esto significa que la investigación más continua sobre la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo se centra en la propulsión eléctrica. A pesar de las investigaciones en curso, los buques de batería/híbridos en la cartera de pedidos de los astilleros mundiales sólo representan el 0,80% del tonelaje bruto [ 108 ]. Los códigos indicados en la Figura 9 son candidatos interesantes para una mayor observación. Vale la pena señalar aquí que la mitigación del cambio climático también es importante en áreas típicamente relacionadas con la navegación, como la radionavegación.
La evaluación de la colección marítima realizada en este artículo se puede completar con el análisis de contenido de los títulos y resúmenes de las patentes. Una visión general del contenido principal de las patentes da una idea de los problemas que resuelven. Este análisis se limita a las patentes en idioma inglés. La Figura 10 muestra los veinte grupos de sustantivos que se repiten con mayor frecuencia.
Figura 10. Grupos de sustantivos que se repiten con mayor frecuencia en títulos y resúmenes de patentes de la colección marítima Y02T70/00 en 2000-2022.
Los resultados del análisis contienen frases que se podría esperar que se encontraran allí: grupos nominales que se refieren a la eficiencia energética (p. ej., consumo de energía, consumo de combustible, economía de combustible) y a la estructura del barco (p. ej., tanque de combustible, casco de barco). Al mismo tiempo, el análisis señala algunas propiedades nuevas que no fueron reveladas en el análisis de los códigos de patentes. Las frases relacionadas con el ámbito de las operaciones en alta mar (por ejemplo, piscina lunar, barco de perforación) sugieren que se está intensificando la investigación y el desarrollo de soluciones en el ámbito de la mitigación del cambio climático no sólo en referencia a los buques mercantes sino también a los buques y estructuras en alta mar. El grupo de sustantivos más común que describe fuentes de energía alternativas de cero emisiones es “energía de las olas”. Ha recibido mucha atención por parte de los inventores, lo que permite predecir que capturar la energía de las olas y utilizarla para impulsar los motores de los barcos puede ser una solución que irá más allá de la fase experimental.

5. Limitaciones e investigaciones futuras

La limitación del estudio resulta de la herramienta utilizada, es decir, el análisis de patentes. El estudio cubre la fase de creación y presentación de nuevas soluciones en las oficinas de patentes y no analiza el uso posterior de los conceptos en la práctica empresarial. El análisis de patentes no prevé el examen de la aplicabilidad o escala de implementación de las invenciones. La limitación del uso de datos de patentes es que no tiene en cuenta a las empresas, que no participan en el desarrollo de nuevas tecnologías y no buscan protección de patentes, sino que aplican y adaptan intensivamente las soluciones tecnológicas existentes a sus necesidades.
Independientemente de esta limitación, el análisis de patentes es una herramienta cognitiva versátil que, cuando se aplica al nuevo grupo CPC-Y02T70, da una idea de la actividad inventiva en el área de la mitigación del cambio climático en el sector marítimo. La adquisición de conocimientos sobre la información sobre patentes puede ayudar a las universidades, instituciones de investigación, astilleros, fabricantes de equipos marinos y otras entidades comerciales a mantenerse actualizados sobre el status quo del desarrollo tecnológico y a realizar investigaciones en áreas con mayor potencial para seguir avanzando, por un lado, y participar en la actividad empresarial que utiliza las últimas soluciones, que quizás aún no se hayan introducido en el mercado, por el otro. La investigación discutida en este documento continuará, con un enfoque especial en una mayor verificación de las dependencias entre las cada vez más estrictas regulaciones sobre emisiones de GEI y la actividad inventiva.

6. Conclusiones

La mitigación del cambio climático es uno de los desafíos más importantes que enfrenta el mundo moderno. Las medidas adoptadas por la industria del transporte marítimo en el ámbito de, entre otras cosas, prácticas, herramientas e inversiones respetuosas con el clima pueden contribuir en gran medida a reducir las emisiones de GEI. La búsqueda de innovaciones innovadoras, que puedan proporcionar a los armadores una ventaja competitiva en el mercado del transporte marítimo y ayudarlos a cumplir con las regulaciones implementadas actualmente o previstas para el futuro en el área de reducción de GEI en el transporte marítimo regional y global, está en progreso. .
El estudio presentado aquí conduce a respuestas a las preguntas de investigación formuladas. En respuesta a la RQ1, se identificaron los países y centros de conocimiento que ocupan una posición de liderazgo mundial en el área de tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte marítimo o fluvial. Se demostró que los centros de conocimiento ubicados en China, Estados Unidos, Corea del Sur y Japón son líderes absolutos en este sentido. En los últimos años, la clasificación de la actividad inventiva ha experimentado un cambio significativo en beneficio de China. Curiosamente, se identificaron dos modelos del grado de dispersión de la actividad inventiva. China y Estados Unidos representan un modelo muy disperso, con un gran número de entidades que presentan solicitudes de patente. En la República de Corea y el Japón se observa un modelo concentrado, con varios grandes centros de conocimientos.
La segunda pregunta de investigación (CR2) indagó si la actividad inventiva en el área de la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo está tan intensificada como en otros modos de transporte. Para encontrar una respuesta, se calcularon dos índices (influencia tecnológica y poder de patentes) y luego se utilizaron para construir un mapa bidimensional de flujos de conocimiento técnico para la mitigación del cambio climático en el transporte. Los resultados mostraron que la influencia tecnológica en el transporte marítimo es menor que en el transporte aéreo o por carretera, es decir, el flujo de conocimiento en el tiempo es menos continuo. Sin embargo, el desarrollo de nuevas tecnologías destinadas a la mitigación del cambio climático en el transporte marítimo tiene una asociación más fuerte con tecnologías en diversos campos en comparación con el transporte aéreo o por carretera. El mapa propuesto muestra claramente estas dependencias. Teniendo en cuenta el mayor desarrollo de las tecnologías emergentes, el transporte marítimo tiene algunas ventajas sobre otros modos de transporte, consistentes en un amplio uso de los logros en otros campos de la tecnología; sin embargo, los nuevos inventos no se basan en soluciones previamente patentadas. Esto puede indicar una poca continuidad en los proyectos de investigación realizados, así como un enfoque orientado a buscar novedades en lugar de mejorar las soluciones existentes.
Finalmente, la RQ3 indaga sobre las áreas de conocimiento técnico en el campo de las tecnologías de mitigación del cambio climático relacionadas con el transporte marítimo o fluvial, que son el foco principal de desarrollo. Para responder a esta pregunta, se analizó la colección marítima de patentes en varios cortes transversales. Los subgrupos de patentes más numerosos resultan ser el diseño y construcción de cascos de embarcaciones (1) y medidas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con el sistema de propulsión (2). El primero incluye un mayor número de patentes, mientras que el segundo se caracteriza por flujos de conocimiento más intensivos tanto en el tiempo como en diversos campos técnicos. La elección de una propulsión alternativa es un tema que suscita muchas controversias en el sector empresarial del transporte marítimo. Las invenciones en este campo técnico se caracterizan por una mayor continuidad de las soluciones en desarrollo y apertura a otras subdisciplinas del conocimiento, lo que puede acelerar el proceso de desarrollo y alcanzar la fase de preparación tecnológica de la invención en comparación con las invenciones en el área del diseño y la construcción. de cascos de embarcaciones .
La investigación muestra que las soluciones técnicas asignadas al transporte marítimo también están etiquetadas con el transporte por carretera (Y02T10/00) y con procesos de generación de energía a través de fuentes de energía renovables (Y02E19). Esta información es valiosa para los administradores de astilleros y proveedores de equipos marinos, quienes, en busca de tecnologías disruptivas, deberían tener una visión amplia de las tecnologías disponibles, incluyendo también las áreas del transporte por carretera y las fuentes de energía renovables. Esta observación también puede ser una guía valiosa para que las entidades de los sectores automotriz y energético amplíen la cooperación con la industria marítima.
Entre las tecnologías cuyo desarrollo posterior merece especial atención se encuentran las soluciones relacionadas con la propulsión eléctrica. Es significativo el crecimiento de la actividad de patentes para códigos dedicados a cuestiones eléctricas, es decir, pilas de combustible (H01M8), baterías (H01M2220) y vehículos de propulsión eléctrica (B60L). Además, los centros de conocimiento deberían considerar destinar mayores esfuerzos e inversiones al desarrollo de tecnologías que utilicen la energía de las olas.
Del análisis de los subgrupos de la colección marítima (Y02T70) se desprende que ciertas áreas de la industria marítima están subdesarrolladas y requieren mucha más atención por parte de los inventores. Se trata principalmente de puertos marítimos. Existe una enorme brecha entre el número de patentes en los dos subgrupos más numerosos y el subgrupo de puertos marítimos. Esto se ilustra mejor con cifras: hay más de 3.000 documentos de patente relacionados con las investigaciones más comúnmente realizadas sobre el diseño y la construcción de cascos de embarcaciones y hasta dos documentos de patente relacionados con equipos o sistemas portuarios que reducen las emisiones de GEI. La actividad inventiva en el ámbito de la adaptación al cambio climático dedicada a los puertos es insignificante y definitivamente necesita más apoyo por parte de la comunidad de científicos e inventores. Evidentemente, considerando el carácter específico de las operaciones portuarias, que combinan diversos modos de transporte, los puertos utilizan soluciones tecnológicas creadas y operadas con los medios de transporte utilizados en ellos; sin embargo, es necesario un desarrollo intensificado de invenciones dedicadas a los procesos portuarios y adaptadas a la naturaleza específica de las operaciones portuarias.

Fondos

Esta investigación fue financiada por la Universidad Marítima de Szczecin, el proyecto de investigación no. 1/S/WIET/PUBL/2023, de una subvención del Ministerio de Educación y Ciencia de Polonia.

Declaración de disponibilidad de datos

Datos disponibles bajo petición.

Conflictos de interés

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

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Wagner, Natalia. 2023. "Actividad inventiva para la mitigación del cambio climático: una visión de la industria marítima" Energies 16, no. 21: 7403. https://doi.org/10.3390/en16217403

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