Niveles de Madurez Tecnológica - TRL
Imagine un viaje exploratorio a través del espacio o las profundidades oceánicas. Antes de emprender el viaje, necesitamos asegurarnos que nuestras tecnologías estén suficientemente maduras y preparadas para hacer frente a cualquier desafío. Aquí es donde entran en juego los niveles de madurez tecnológica o TRL (por sus siglas en inglés Technology Readiness Level), como una herramienta esencial para evaluar el nivel de madurez de una tecnología.
Y es que en el mundo de la investigación y desarrollo tecnológico, la evaluación y medición del nivel de madurez de una tecnología o innovación es crucial para determinar su viabilidad y preparación para su implementación en diferentes contextos.
Los Technology Readiness Levels (TRL) o en español “Niveles de madurez tecnológica” se han perfilado como uno de los sistemas más reconocidos y utilizados para este propósito; han sido ampliamente utilizados por organizaciones como la NASA y Minciencias (Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia).
En este artículo, explicaremos en detalle los niveles de madurez tecnológica (TRL) y su importancia en la evaluación del estado de desarrollo o madurez de las tecnologías.
También analizaremos el origen de este sistema de evaluación y por qué Minciencias y otros actores han decidido utilizarlo como parte fundamental de su entendimiento del desarrollo tecnológico y experimental.
Un contexto análogo a la madurez tecnológica: La madurez de los datos, aquí el concepto y las métricas empleadas.
El concepto de los niveles de madurez tecnológica
Una publicación del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo de España (MINCOTUR) define los TRL como una metodología generalmente aceptada para medir el grado de madurez de una tecnología.
Se trata de una escala de nueve (09) niveles, que van desde el fundamento o ideas primarias de una tecnología (TRL 1), hasta las pruebas exitosas en un entorno de funcionalidad real (TRL 9).
De la misma manera, el Departamento de Energía de los EE.UU. (DOE) define a los Technology Readiness Level como una escala empleada para describir el grado de madurez de una tecnológica en evolución (materiales, componentes, dispositivos, software entre otros); antes de incorporar esta tecnología a un sistema, subsistema o entorno productivo, destacando que se trata de una metodología de amplia aceptación por agencias y entidades gubernamentales en distintos países.
Fueron desarrollados por la NASA; de manera que, a partir de la investigación espacial y la innovación tecnológica, los TRL surgieron para permitir medir el nivel de madurez de una tecnología específica en nueve niveles distintos.
Como mencionamos antes, comienzan desde investigaciones exploratorias básicas y evolucionan hasta llegar a la implementación operativa real, los TRL ofrecen una forma estandarizada y confiable de evaluar el progreso tecnológico.
A continuación, explicaremos más a fondo el origen y la descripción de los nueve niveles de madurez tecnológica
Origen y aceptación de los niveles de madurez tecnológica
Los niveles de madurez tecnológica surgieron en la década de 1970 como un sistema de evaluación pionero desarrollado por la NASA.
Se implementaron ante la necesidad de medir y comunicar el estado de desarrollo de las tecnologías utilizadas en la exploración espacial, la NASA creó este sistema para proporcionar una forma estandarizada de evaluar la madurez tecnológica de los proyectos espaciales.
En ese momento, la exploración espacial requería tecnologías innovadoras y de vanguardia que aún estaban en desarrollo. La NASA se enfrentaba al desafío de evaluar el nivel de preparación y viabilidad de estas tecnologías en diferentes etapas de su desarrollo.
Para abordar esta necesidad, se desarrollaron los TRL como una herramienta para evaluar y comunicar de manera clara y consistente la madurez tecnológica.
Desde su creación, los TRL han demostrado ser una herramienta valiosa y versátil en el campo de la investigación y desarrollo tecnológico.
No solo han sido ampliamente adoptados por otras agencias espaciales en todo el mundo, sino que también han encontrado aplicaciones en diversos sectores, incluyendo la industria, los gobiernos, la academia y otras áreas de investigación y desarrollo en todo el globo.
Su enfoque estructurado y uniforme ha facilitado la evaluación y comparación de tecnologías en diferentes proyectos y programas, y han proporcionado una base sólida para la toma de decisiones informada en cuanto a la viabilidad y el riesgo tecnológico.
Los TRL figuran como metodología ampliamente aceptada para financiar iniciativas I+D+i, conozca las distintas fuentes de financiación de proyectos I+D+i en Colombia.
Antes y después de los TLR
Antes de la adopción de los TRL, la evaluación de la madurez tecnológica solía ser un proceso menos estructurado y estandarizado.
No había una forma consistente de medir el grado de desarrollo de una tecnología, lo que dificultaba la toma de decisiones informadas sobre su implementación.
Con la adopción de los TRL:
- Se estableció un marco comúnmente aceptado para evaluar la madurez tecnológica.
- Posibilitó una mejor comunicación y comprensión entre los diferentes actores involucrados, como investigadores, desarrolladores y financiadores.
- Facilitó la identificación de brechas tecnológicas
- Se establecieron criterios claros para avanzar de un nivel de TRL a otro.
Como resultado, se logró una mayor eficiencia en el desarrollo y despliegue de tecnologías.
Los niveles de madurez tecnológica proporcionaron una base sólida para la toma de decisiones estratégicas, permitiendo una asignación más efectiva de recursos para proyectos de CTeI y una reducción de los riesgos asociados con la adopción de nuevas tecnologías.
Los nueve niveles de madurez tecnológica
Para la Oficina de Tecnología de Ciencias de la Tierra de la NASA (ESTO-NASA) los niveles de preparación tecnológica en español, son un tipo de sistema de medición que se utiliza para evaluar el nivel de madurez de una tecnología en particular.
Cada proyecto se evalúa frente a los parámetros para cada nivel de tecnología y luego se le asigna una calificación TRL basada en el progreso del proyecto.
Como ya hemos anticipado, el sistema TRL consta de nueve niveles, que representan diferentes etapas en el desarrollo y validación de una tecnología. A continuación, los enunciamos con su respectivo ejemplo:
TRL 1: Idea e investigación básica exploratoria
En este nivel de madurez inicial, los investigadores están llevando a cabo estudios teóricos y experimentos exploratorios para comprender los fundamentos de una tecnología en particular.
En proyectos de innovación, esta fase se corresponde con la etapa inicial de la ideación. Un ejemplo podría ser la investigación de nuevos materiales para baterías de alta capacidad.
TRL 2: Concepto tecnológico formulado
En este nivel de madurez, se formula un concepto inicial para la tecnología y se llevan a cabo estudios conceptuales además de análisis para evaluar su viabilidad.
Un ejemplo podría ser la formulación de un diseño inicial para un vehículo eléctrico de larga distancia.
TRL 3: Prueba experimental del concepto
A este nivel de madurez tecnológica, se realizan experimentos y pruebas de laboratorio para validar el concepto y demostrar su funcionamiento básico.
Por ejemplo, se podría construir y probar un prototipo a pequeña escala de un motor de cohete.
TRL 4: Validación de la tecnología en laboratorio
Se trata del nivel de madurez en que se llevan a cabo pruebas adicionales en un entorno de laboratorio para validar y refinar la tecnología.
Un ejemplo, cuando es posible realizar pruebas exhaustivas en un laboratorio para validar el rendimiento y la confiabilidad de un nuevo sistema de energía solar.
TRL 5: Validación de la tecnología en un entorno relevante
En este nivel de madurez, se realizan pruebas de la tecnología en un entorno relevante simulado o controlado para demostrar su funcionalidad en condiciones cercanas a las reales.
Por ejemplo, se podría probar un nuevo sistema de control de tráfico en una ciudad inteligente en desarrollo.
TRL 6: Demostración de un modelo o prototipo en un entorno operativo
Este nivel TRL corresponde a la fase en que se lleva a cabo una demostración de un modelo o prototipo funcional en un entorno operativo real.
Como ejemplo, se podría probar un vehículo autónomo en una ciudad real con tráfico y condiciones de conducción normales.
TRL 7: Demostración de un prototipo en un entorno espacial/real
En este nivel, se realiza una demostración de un prototipo de tecnología en un entorno espacial simulado o controlado.
Por ejemplo, se podría enviar un satélite en miniatura con un nuevo sistema de comunicaciones al espacio para probar su rendimiento en condiciones espaciales reales.
TRL 8: Validación y demostración de la tecnología en un entorno real
En este nivel, se realiza una validación y demostración de la tecnología en condiciones reales de vuelo espacial.
Un caso de uso o ejemplo, se podría lanzar un satélite equipado con un nuevo sistema de propulsión al espacio y probar su rendimiento durante una misión real.
TRL 9: Tecnología completamente desarrollada y lista para su implementación operativa
En este nivel, la tecnología ha sido completamente desarrollada y está lista para su implementación operativa a gran escala.
Por ejemplo, un sistema de energía eólica avanzado ha pasado por todas las etapas anteriores de desarrollo y validación, y ahora está listo para ser implementado en parques eólicos a gran escala.
Cabe destacar que los TRL no sólo son relevantes en el ámbito aeroespacial, también tienen un impacto significativo en otros campos, como la industria, la medicina y la energía.
Ejemplos de organismos o instituciones que han adoptado los TRLs
En la actualidad, tal como reseña el Observatorio Tecnológico de la Universidad de Alicante (OVTT) el uso de los TRL se ha generalizado para aplicarse a todo tipo de proyecto financiado mediante convocatorias públicas de I+D+i en numerosos países.
El Ministerio de Ciencia e Innovación de España
Respecto a los TLRs, esta entidad gubernamental de España incentiva las convocatorias para la financiación de proyectos I+D+i basada en dos enfoques:
- TRL bottom-up approach: Donde los solicitantes argumentan el nivel de TRL de partida y el TRL final al que se llegará una vez finalice el proyecto.
- TRL top-down approach: A través del cual las propias convocatorias establecen, en general o para cada pilar tecnológico o área temática los niveles específicos que se apoyarán.
El CONAHCYT de México
El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología del Gobierno Federal de México ha adoptado los TRLs como metodología para la evaluación y diagnóstico del Nivel de Madurez Tecnológica (NMT) para proyectos de investigación y desarrollo tecnológico (I+D) e innovación.
Y ha adaptado una escala de indicadores numéricos para cada nivel que facilita la valoración a través de una serie de elementos clave parámetros esperados.
Es posible descargar esta guía en la página web del CONAHCYT.
El Instituto Fraunhofer de Alemania
El Instituto Fraunhofer es una organización de investigación aplicada que utiliza los niveles de TRL para evaluar la madurez de las tecnologías desarrolladas en sus proyectos de investigación.
Esto les permite determinar qué tecnologías están listas para ser transferidas al sector industrial y cuáles necesitan más refinamiento.
El Departamento de Defensa de Estados Unidos (DoD)
El DoD utiliza los TRL para evaluar la madurez de las tecnologías utilizadas en aplicaciones militares. Esto les ayuda a tomar decisiones sobre la adquisición y el despliegue de tecnologías en el campo de batalla.
El Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia (Minciencias)
Minciencias ha implementado los niveles de TRL como parte de su enfoque de evaluación y gestión de la madurez tecnológica en el contexto de proyectos de investigación y desarrollo.
Miniciencias utiliza los niveles de TRL a fin de evaluar el grado de avance y viabilidad de las tecnologías desarrolladas, permitiendo así la toma de decisiones informadas en cuanto a su transferencia a sectores industriales específicos o su necesidad de mayor refinamiento.
En el caso de Minciencias, su adopción de los TRL demuestra su compromiso con el desarrollo tecnológico del país y su enfoque en impulsar la investigación y la innovación.
TRL según Minciencias (Colombia)
El Anexo 9 de la Convocatoria para el apoyo a proyectos de I+D+i en el marco de la misión “Colombia hacia un nuevo modelo productivo, sostenible y competitivo” (2021) de Minciencias establece:
“El TRL sirve para identificar la correspondencia de las actividades de I+D+i con las diferentes etapas del desarrollo tecnológico, y, como todo modelo, corresponde a una simplificación práctica de la realidad, por lo que debe interpretarse de acuerdo con el contexto.
El TRL puede ser aplicado también a las ciencias sociales, la economía, las artes, las humanidades, los negocios, el lenguaje y la educación
… Entendiendo las dificultades que pueden existir en ocasiones para delimitar con precisión los límites entre investigación básica y aplicada, el desarrollo tecnológico y la innovación, así como las sustanciales diferencias que surgen si se compara la realización de esas actividades en el marco de las ciencias básicas o las ingenierías. De la misma forma, la interacción permanente que se da entre diferentes disciplinas durante los procesos de generación y aplicación de conocimiento, también dificultan el establecimiento de límites entre un TRL y otro o entre investigación básica y aplicada. De esta manera, la correspondencia entre las actividades de I+D+i y los TRL debe ser interpretada a luz de la dinámica particular y los objetos de estudio de cada disciplina …” .
Dicha publicación describe y esquematiza los distintos niveles TRL como se muestran en la figura N° 1:
Figura 1: Niveles de madurez tecnológica y de manufactura (TRL) Fuente: Minciencias (2021).
Razones de la adopción de los TRL según Minciencias
Minciencias utiliza los TRL como una herramienta para evaluar y clasificar el nivel de madurez tecnológica de las propuestas y proyectos presentados en el ámbito de la investigación, desarrollo e innovación (I+D+i). Hay varias razones por las cuales el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de nuestro país emplea los niveles de madurez tecnológica:
Evaluación objetiva
Los TRL brindan un marco objetivo y estandarizado para evaluar el grado de desarrollo y preparación de una tecnología o innovación.
Posibilitando una evaluación más justa y equitativa de las propuestas presentadas, evitando sesgos subjetivos y proporcionando criterios claros de evaluación.
Toma de decisiones informada
Los TRLs proporcionan información valiosa sobre la madurez tecnológica de una propuesta o proyecto.
Un marco de referencia que permite a Minciencias tomar decisiones informadas sobre la asignación de recursos y financiamiento, centrándose en aquellas propuestas que demuestran un mayor nivel de madurez y viabilidad tecnológica.
Mitigación de riesgos
Los Technology Readiness Levels también ayudan a identificar y mitigar los riesgos asociados con las tecnologías en desarrollo.
Al evaluar el nivel de madurez tecnológica, Minciencias puede identificar posibles desafíos y obstáculos, así como establecer estrategias para abordarlos y minimizar los riesgos asociados con la implementación y adopción de la tecnología.
Promoción de la transferencia tecnológica
Los TRL facilitan la transferencia de conocimientos y tecnologías desde el ámbito de la investigación hacia la aplicación práctica.
Al evaluar y promover tecnologías con niveles de madurez más avanzados, Minciencias contribuye a acelerar la adopción de innovaciones y fomentar la colaboración entre el sector académico, el sector empresarial y otros actores relevantes.
En resumen, Minciencias utiliza los TRL como una herramienta de evaluación y clasificación para medir la madurez tecnológica de las propuestas y proyectos. Esto les permite tomar decisiones informadas, mitigar riesgos, promover la transferencia tecnológica y enfocar sus recursos y financiamiento en aquellas iniciativas con un mayor potencial de impacto y viabilidad tecnológica.
Los niveles de madurez tecnológica actúan como marco de evaluación para impulsar iniciativas innovadoras. Aquí las características de la Innovación: Importancia, tipos, alcances y beneficios.
Niveles de Madurez Tecnológica - Conclusiones finales
Para finalizar, los Technology Readiness Levels (TRL) desempeñan un papel fundamental en la evaluación y medición de la madurez tecnológica de cara a su adopción y masificación.
Este sistema de evaluación, desarrollado inicialmente por la NASA, ha sido adoptado ampliamente por organizaciones e instituciones a nivel mundial, incluyendo la NASA misma, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia (Minciencias), el Instituto Fraunhofer de Alemania, el CONACYT de México, el Ministerio de Ciencias de España y el Departamento de Defensa de Estados Unidos, entre otros.
Los niveles de madurez tecnológica proporcionan un marco estandarizado y confiable para evaluar el progreso tecnológico en nueve niveles distintos, desde la investigación básica exploratoria e ideación; hasta la implementación operativa masiva.
Se trata de una metodología que facilita la toma de decisiones informadas, la identificación y mitigación de riesgos, la promoción de la transferencia tecnológica y la colaboración entre diferentes entidades.
A nivel nacional, Minciencias ha adoptado los TRL como parte de su enfoque en el desarrollo tecnológico y la promoción de la investigación científico tecnológica y la innovación en Colombia.
Su adopción ha permitido a esta importante institución gubernamental evaluar y clasificar el nivel de madurez tecnológica de las propuestas y proyectos presentados, brindando criterios claros de evaluación, tomando decisiones informadas, mitigando riesgos y promoviendo la transferencia tecnológica.
En Colombia, Cidei desempeña un papel fundamental para apoyar a las empresas con el entendimiento y aplicación de los TRL, para ello cuenta con un portafolio de servicios para brindar apoyo y asesoramiento a proyectos y emprendimientos en su camino hacia la implementación y comercialización de tecnologías, como es el caso del diseño y prototipado de productos electrónicos o la estructuración e implementación de proyectos I+D+i.
A través de su experiencia y conocimiento en diversos sectores tecnológicos, Cidei ayuda a los innovadores a evaluar y mejorar el nivel de madurez tecnológica de sus proyectos. Lo que implica trabajar en estrecha colaboración con los emprendedores para identificar los desafíos y las brechas tecnológicas que deben superar para avanzar en los diferentes niveles de los TRL.
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