INCD pentru Metale Neferoase si Rare IMNR - CTT AVANMAT Posibilitati oferite de Fondurile Structurale pentru dezvoltarea infrastructurilor cu nivel de pregatire tehnologica 5-6 pentru tehnologiile generice Radu R. Piticescu INCD pentru Metale Neferoase si Rare IMNR - CTT AVANMAT Sef Centru de Transfer Tehnologic pentru Materiale Avansate – CTT AVANMAT www.imnr.ro/avanmat rpiticescu@imnr.ro Forumul Inovarii -17.10.2013

CUPRINSUL PREZENTARII Definirea nivelelor de pregatire tehnologica (TRL) TRL la nivelul Programelor Uniunii Europene 3. Dezvoltarea infrastructurii de cercetare prin fonduri structurale in domeniile KETs in perioada 2007-2013 4. Concluzii si propuneri: pentru utilizarea fondurilor din programele de dezvoltare regionala in perioada 2014-2020 pentru infrastructuri KETs de nivel TRL5-6 Forumul Inovarii -17.10.2013

1. Definirea nivelelor de pregatire tehnologica Procesul de inovare bazat pe implementarea tehnologiilor generice (KETs-Key Enabling Technologies) presupune ca rezultatele cercetării sunt introduse pe piaţă printr-un proces de-a lungul întregului lanţ valoric de la cercetarea ştiinţifică fundamentală, aplicativă, dezvoltare tehnologică şi apoi trecerea la demonstrare experimentală la scară pilot sau pe instalaţii industriale. În SUA problematica creşterii economice şi al impactului noilor tehnologii este tot mai mult legată de problematica energiei şi de instituţionalizarea parteneriatelor inetrdisciplinare între cercetare, comercializarea tehnologiilor şi educaţie. Astfel tehnologiile mai noi sau mai vechi au un ciclu de dezvoltare plecând de la idee până la implementare şi aplicare. Incepând cu anii ‘95 NASA a ajuns la concluzia că o standardizare a procesului poate fi benefică în contextul actual de evoluţie a ştiinţei şi tehnologiei. Au fost astfel definite nouă nivele de pregătire tehnologică (Technology Readiness Levels sau pe scurt TRL). Adaptate de la aplicatiile aero-spatiale la tehnologiile generice acestea sunt: Forumul Inovarii -17.10.2013

TRL 1: observarea principiilor de bază TRL 1: observarea principiilor de bază. Cercetarea fundamentală şi trecerea spre cercetarea aplicativă (ca exemple se pot da studiul proprietăţilor fundamentale ale unui material nou). Costurile de realizare sunt legate de investiţiile prin programe de cercetare ştiinţifică. TRL 2: Concepţia tehnologiei şi aplicarea formulelor. Sunt identificate şi inventate aplicaţiile practice ale descoperirilor fundamentale. Costurile sunt de asemenea acoperite prin programe de cercetare ştiinţifică. TRL 3: Demonstrarea analitică şi experimentală a conceptelor. Sunt iniţiate activităţile de cercetare-dezvoltare la nivel laborator care să demonstreze şi să valideze conceptul. Costurile sunt legate de dezvoltarea tehnologiilor. TRL 4: Validarea componentelor în mediu de laborator. Activităţi la nivel laborator pentru a valida tehnologia şi a compara cu soluţiile existente. Costurile sunt încă moderate şi legate exclusiv de aspectele tehnologice. TRL 5: Validarea componentelor în mediu industrial. Sunt testate elementele tehnologice în condiţii cât mai asemănătoare mediului funcţional real, are loc dezvoltarea tehnologică în condiţii industriale. Costurile sunt în continuare doar tehnologice dar de câteva ori mai mare decât TRL4. Forumul Inovarii -17.10.2013

TRL 6: Demonstrarea prototipului în mediu real TRL 6: Demonstrarea prototipului în mediu real. Se realizează şi testează prototipul în condiţii de mediu (funcţionare) reale. Nu toate tehnologiile ajung în acest stagiu, de obicei se face o selecţie pe baze economice şi strategice, deoarece costurile de demonstrare sunt din ce în ce mai ridicate. Costuri: Din aceasta etapă rolul capitalului de risc devine esenţial pentru implementarea tehnologiilor generice în aplicaţii sectoriale majore. TRL 7: Demonstrarea prototipului în condiţii de lucru reale. Şi aici se face o nouă selecţie funcţie de criterii economice şi de interese strategice, costurile dar şi riscurile fiind din ce în ce mai mari. TRL 8: Testarea şi demonstrarea prototipului prin implementarea în sisteme complexe reale. Este nivelul cu cele mai ridicate costuri de implementare. TRL 9: Operarea sistemului integrat în condiţii reale. Este ultima etapă înainte de trecerea în producţie, costurile sunt mai mici decât la nivelul anterior, majoritatea testelor fiind deja încheiate. Forumul Inovarii -17.10.2013

Aplicaţii industriale 2. TRL la nivelul Programelor Uniunii Europene 1 2 3 4 5 6 7 8 9 TRL Proiecte C-D „Valea morţii” Aplicaţii industriale Furnizare echipamente şi materiale Focalizare pe vânzări Reducerea riscurilor Constrângerile inovării Opţiuni limitate Noi tipuri de parteneriate focalizare: Cercetare aplicativă împinsă de industrie Transfer de cunoştinţe şi tehnologie Cercetare în parteneriat Puternică pentru nivele mici TRL Mai slabă pentru nivelul TRL4 Forumul Inovarii -17.10.2013

Direcţia Generală Întreprinderi şi Industrie (2012): schimb de experienta- bune practici pentru implementarea KETs la diverse TRL nivel 5-7. Exemplele selectate (măsuri politice şi programe) au arătat că sunt bine reprezentate cercetarea tehnologică şi liniile pilot de demonstrare, dar nu există exemple semnificative de tehnologii generice implementate. TRL 4- Asociatia de Cercetare „Christian Doppler”-CDG Austria pentru abordarea „bottom-up” a cercetărilor fundamentale şi aplicative în inginerie şi ştiinţe naturale; TRL 5 – Programul Materiale Funcţionale al Finlandei în perioada 2007-2013, KETs considerate fiind: Materiale Avansate (biomateriale pentru regenerarea ţesuturilor, implanturi, medicamente cu eliberare controlată, materiale pentru structuri inteligente şi costuri reduse pentru electronică, noi materiale pentru energia solară, baterii şi supracapacitori, materiale din surse regenerabile, inclusiv ciclul de viaţă) TRL 6 - tehnologii cheie pentru economia digitala: apel de proiecte in Nanoelectronică, prin care Franţa urmăreşte întărirea competitivităţii industriei prin inovare şi parteneriat public-privat, stimularea iniţiativelor industriale de investiţii în CDI, stimularea cooperării industrie-cercetare; TRL 7: Green Labs Danemarca, asigurând de asemenea întărirea parteneriatului public-privat stimularea iniţiativelor industriale de investiţii în CDI, stimularea cooperării industrie-cercetare în domeniile bio-tehnologiei industriale, micro-nanoelectronică şi fotonică. Forumul Inovarii -17.10.2013

Un exemplu din platforma Nanofutures: Producerea Suprafetelor nanostructurate pentru aplicatii multi-sectoriale Forumul Inovarii -17.10.2013

3. Dezvoltarea infrastructurii de cercetare prin fonduri structurale in domeniile KETs in perioada 2007-2013 Un prim pas a fost finanţarea prin fonduri structurale în cadrul Axei 2 de creştere a competitivităţii a unor infrastructuri noi de cercetare atât în universităţi şi institute naţionale cît şi în IMM-uri. Lipsa unei strategii clare face dificilă aprecierea gradului în care acestea se adresează direcţiilor majore ale KETs. Probabil aparţin nivelelor TRL de maxim 4 dar câteva din ele (de exemplu acele infrastructuri care contribuie la promovarea energiilor verzi, ale nano-materialelor pe bază de carbon pentru microelectronică sau integrarea resurselor metalice în aplicaţii high-tech sub formă de nanomateriale şi acoperiri avansate) pot constitui germeni prin care cercetarea românească să se cupleze de la egal la egal cu alţi parteneri europeni în proiecte aplicative. Un pas mare îl constituie proiectul ELI, care poate deschide nişe de piaţă în mai multe domenii KETs fără însă a merge la nivele TRL superioare. Exemple in domeniul KETs-Materiale Avansate: INCDFM, INCDFLPR, IMT, INCDMNR Forumul Inovarii -17.10.2013

Procese de solubilizare In flux continuu Procese hidrotermale/ Un exemplu: Centrul de Cercetari pentru studiul si intensificarea proceselor metalurgice la presiuni si temperaturi ridicate -HighPTMET Procese de solubilizare In flux continuu Procese hidrotermale/ solvotermale Procese de separare / Rafinare Pulberi metalice Pulberi ceramice/ hibride Separare / granulare Modul P Depuneri micro si nanostructurate pe suprafete mari (flux de electroni, evaporare termica) Acoperiri (aliaje, compusi intermetalici, ceramice, compozite) Caracterizare fizico-chimica si structurala Modul T Forumul Inovarii -17.10.2013

Modul P Autoclava continua Caracteristici: volum 20L; temp. max.2500C; presiune: max. 30atm Facilitati: Functionare continua Alimentare gaze (oxigen, aer, azot) sub presiune evacuare continua (lichid-solid) sub presiune Probe sub presiune Control parametrii ( soft SCADA 3.0) Autoclava continua Domenii de aplicare: procese de oxido-reducere; oxidarea sulfurilor neferoase in mediu acid sau bazic la temperaturi si presiuni in mediu oxidant oxidarea Fe2+ la Fe3+ si precipitarea hidrotermala din solutii de Cu si Zn Solubilizarea metalelor neferoase din subproduse (zguri, cenusi volatile, deseuri electronice) 11 Forumul Inovarii -17.10.2013 11

Modul P Berghof autoclave Caracteristici: volum 5.5L; temp. max.3000C; presine: max. 150 atm Facilitati: Prelevare probe sub presiune Control PID si computerizat Racire controlata Aplicatii in sinteza nanopulberilor: YTZP, YSZ, ZrO2 dopat pentru acoperiri cu gradient termic TiO2 dopat pentru filme fotocatalitice Ag-ZnO – antiseptic/antifungic ( utilizator Velfina SA, patent comun) ZnO/TiO2 dopat pentru acoperiri super-hidrofobe (FP7 project SAM.SSA) ZnO dopat cu cu metale transiztionale pentru filme magnetice (Proiect ID 106) BST dopat pentru senzori de gaze (proiect-ctr 198/2011) PZT dopat pentru materiale piezoelectrice (FP7 proiect FoF-MicroFAST) Pulberi compozite miez/invelis (FP7 project FoF-MicroFAST) Alte pulberi la comanda 12 Forumul Inovarii -17.10.2013 12

Modul P Caracteristici: volum 2L; temp. max.1800C; presiune: max. 4250 atm Facilitati: Control PID Multiplicator de presiune Sistem hidraulic Domenii de aplicare: sinteza materiale hibride inorganic-organic, presare izostatica Pulberi hibride pentru agenti de contrast in imagistica medicala (Proiect Romania-Elvetia NANOCAGE) Nanocompozite hibride pentru biosenzori (COST MP 1202; COST CM 1105) Transfer de cunostinte privind mecanismul si cinetica reactiilor anorganic-organic-biologicin solutii la temperaturi si presiuni ridicate 13 Forumul Inovarii -17.10.2013 13

Modul P Spray dryer Caracteristici: Volum max.2000 ml/h; Debit suspensie 4-32ml/min Temperatura aer 40-2500C; Debit aer 5-30 c.m./h Presiune aer: 1-3.5 bar Facilitati: Controller touch screen Duze de la 05.la 2 mm Filtru particole < 10 μm Domenii de aplicare: Micro-incapsulare in capsule anorganice sau oranice (FP7 SAM.SSA) Uscare compozite hibride (proiec RO-CH NANOCAGE, COST MP 1202; COST CM 1105) Uscarea rapida a nanopulberilor obtinute pe cale chimica Spray dryer 14 Forumul Inovarii -17.10.2013 14

Modul T Caracteristici: 5 tunuri pentru topire si depunere 5 surse separate de 10KW (10 KV, 1000 MA), fiecare cu 4 creuzete Suprafata maxima de depunere : 350 x 350 mm sau diametru 350 mm Depunere pe placa rotativa 3D lungime max. 350 mm Vid preliminar si avansat 10-8 torr Facilitati: depuneri simultate sau in straturi succesive software specializat Topire si depunere metale si aliaje de W, Ni, Co, Cr, Al, Y, sau materiale dielectrice si refractare Al2O3, SiO2, ZrO2, compozite Cuptor cu flux de electroni cu depunere multipla/ cuptor evaporare termica Thermal Evaporation Module 15 Forumul Inovarii -17.10.2013 15

Forumul Inovarii -17.10.2013

regional al calificarii inalte. 4. Concluzii si propuneri: pentru utilizarea fondurilor din programele de dezvoltare regionala in perioada 2014-2020 pentru infrastructuri KETs-TRL5-6 Compexitatea domeniului necesita o abordare colaborativa, de tip cluster. Prin aceasta colaborare se pot dezvolta cu adevarat infrastructuri de nivel TRL 5-6 Integrand resursele de materii prime in aplicatii high tech care sa utilizeze avantajul regional al calificarii inalte. S-a trimis o propunere la consultarea pentru realizarea strategiei ADRBI privind Imbunatatirea competitivitatii IMM-urilor prin dezvoltarea infrastructurii de TT in domeniul utilizarii eficiente a resurselor in aplicatii high-tech: Oferirea de tehnologii inovative pentru integrarea resurselor dem materiale metalice, anorganice si compozite pentru aplicatii high-tech: medicina regenerativa, senzoristica, energetica neconventionala, monitorizare calitate mediu si depoluare. - Realizarea de cursuri de formare profesonala si specializare acreditate in domeniu; - Consultant in proiecte nationale, europene si de fonduri structurale pentru IMM-uri in vederea atragerii de fonduri pentru prioritatea de dezvoltare Nr. 5 – Imbunatatirea mediului economic de importanta regionala si localaDomeniu de interventie 1 – Dezvoltarea infrastructurii specifice inovarii si cercetarii Clusterul High Tech Magurele in curs de realizare Forumul Inovarii -17.10.2013

Va multumesc pentru atentie Forumul Inovarii -17.10.2013