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Investigação e inovação orientadas por estratégia responsável

Sustentabilidade

No ISQ, os projetos de investigação & desenvolvimento e inovação (I&Di) têm um denominador comum: o reforço da sustentabilidade. Este é um princípio de atividade aplicado há mais de 20 anos.

por Ricardo Rato e Muriel Iten

Inovação e sustentabilidade

A inovação é absolutamente crítica para encontrar novos caminhos para a transição para um futuro mais sustentável, ajudando a distinguir os “líderes” dos “seguidores”.

Ciente da importância central deste tema para o futuro, o ISQ desenvolve há mais de 20 anos atividades de Investigação & Desenvolvimento e inovação (I&Di) neste domínio. Mais concretamente, todos os projetos de I&Di do ISQ ambicionam um reforço da sustentabilidade, sendo na realidade um princípio de investigação e inovação responsável que integra na sua estratégia.

Este percurso levou o ISQ a consolidar uma posição de excelência, alicerçada na presença ativa em atividades de I&Di no contexto europeu, consubstanciadas na coordenação e participação em diversos projetos do H2020.

INOVAÇÃO PARA A COMUNIDADE

As atividades de I&Di no ISQ seguem as orientações do programa europeu FIT4RRI, (Fostering Improved Training Tools Fit for Responsible Research & Innovation – Promoção de Ferramentas Melhoradas de Formação para a Inovação e Investigação Responsável) que visa aproximar a ciência da sociedade.
A ideia é que a inovação não fique fechada no ambiente asséptico do laboratório e possa ser materializada em algo concreto, que efetivamente sirva o cidadão e o desperte para a importância do avanço científico.
Pretende-se que o potencial de uma descoberta possa efetivamente ter um impacto significativo e que os efeitos prejudiciais não intencionais sejam reduzidos ao mínimo. Este conceito liga-se ao de Open Science, que promove o acesso generalizado ao conhecimento científico. O FIT4RRI consiste no design e implementação de uma política de I&D que atinja cinco objetivos:

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Investigação e inovação orientadas por estratégia responsável 1

Uma experiência que o ISQ quis desde logo transpor para o mercado, potenciando a transferência desse conhecimento. Daí ter reforçado a sua capacidade de apoio técnico-científico especializado para o tecido industrial português, de uma forma abrangente e de âmbito multissetorial. O objetivo é fazer que sejam adotadas novas práticas, ferramentas e métodos inteligentes que reforcem a sua eficiência e competitividade, em linha com as políticas europeias de sustentabilidade e com os ODS.

Exemplos de linhas e projetos

As linhas de investigação e inovação e respetivos projetos de aplicação orientados para a sustentabilidade estão patentes num conjunto diversificado de áreas:

  • Desenvolvimento de ferramentas para reforçar o desempenho ambiental de processos industriais e de novos produtos, como o software Ecoprosys, criado no projeto europeu MAESTRI (coordenado pelo ISQ), para a avaliação da ecoeficiência (rácio entre o valor produzido e o impacto ambiental) e aplicado em quatro industriais portugueses e alemães com ganhos significativos no que diz respeito ao seu desempenho ambiental.
  • Desenvolvimento de metodologias para potenciar a utilização de subprodutos, área na qual tem sido feito um trabalho muito interessante de estudo de potencial da utilização de subprodutos industriais numa lógica de simbiose, na indústria nacional no projeto Produtech SIF e na indústria de processo europeia no projeto SCALER (coordenado pelo ISQ). No mesmo domínio, o ISQ apoiou a conceção e a implementação de uma unidade-piloto de recirculação de subprodutos de Alqueva, que pretende produzir um fertilizante orgânico para aplicação no solo, entregue aos agricultores em troca dos seus subprodutos agrícolas. Outro exemplo é a valorização de resíduos urbanos, como as beatas de cigarro, e incorporação em novos produtos, neste caso, tijolos cerâmicos (projeto E-Tijolo);
  • Desenvolvimento de modelos e algoritmos com a capacidade de modelar, prever e melhorar consumos energéticos e de recursos, tal como o trabalho que tem sido feito para o recurso água. Foi concebido um sistema de otimização do planeamento de operação de bombagem para o abastecimento, que tem produzido ganhos na ordem dos 20% no que diz respeito à redução energética (projeto europeu SWSS, coordenado pelo ISQ). Neste âmbito, foi igualmente desenvolvida para o setor industrial uma ferramenta de modelação que permite otimizar o uso de energia e água em circuitos de águas industriais, testada em diferentes indústrias europeias através do projeto WaterWatt.
  • Desenvolvimento de processos de fabrico que visam o aumento da eficiência do uso de matérias-primas, como é o caso do fabrico aditivo, no qual o ISQ tem participado em projetos cujo objetivo é o desenvolvimento de novas ligas de alumínio destinadas a processos de fabrico aditivo (projeto europeu HIPA2L), bem como a otimização topológica das peças a serem produzidas por esta tecnologia (projeto europeu TOPAS2).
  • Desenvolvimento de novas metodologias formativas e qualificações profissionais em novas áreas emergentes, nomeadamente a da economia circular. O ISQ está a participar em diversos projetos europeus nesta área: CIRCULINK, CIR-ECO, Skills Circle e SAIS SPIRE.

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SCALER

Aumentar a adoção da Simbiose Industrial (SI) na Europa. A inovação consiste na produção de ferramentas e métodos direcionadas para vários stakeholders com vista a facilitar a identificação do potencial, análise de viabilidade e implementação de sinergias que permitam uma gestão coletiva de recursos e resíduos. Um dos objetivos é a conceção de uma base de dados de tecnologias facilitadoras de SI.

O ISQ coordena o projeto, em que participam a Universidade de Cambridge, Universidade de Chalmers, Climate KIC, STRANE Innovation e Quantis.

agua consumo

LIFE SWSS – Smart Water Supply System

Liderado pelo ISQ, o projeto visa demonstrar uma plataforma digital inovadora de gestão e tomada de decisão que, através de modelos de simulação, previsão e otimização, dá apoio à operação de Sistemas de Abastecimento de Água (SDA). O LIFE SWSS pretende dar resposta ao problema da eficiência de redes de abastecimento de água, que causa impactos significativos devido à enorme quantidade de energia consumida, as emissões de GEE associadas e fugas de água.

Space satellite orbiting the earth. Elements of this image furnished by NASA.

SAGRES SMART

Suporte inteligente para prospeção geológica no fundo do mar baseada em recursos espaciais

O ISQ está a desenvolver o projeto SAGRES, baseado em serviços de deteção remota e em big data analytics, que recolhe informação de satélites de observação da terra da Agência Espacial Europeia (ESA).
O objetivo é desenvolver e implementar um serviço de consultoria web, baseado numa plataforma de suporte à decisão (PSD) que combina dados de observação da Terra de diversas fontes (OE) com inteligência artificial / Machine Learning (AI / ML) para melhorar a prospeção e exploração com vantagens para a indústria de exploração mineira em alto mar (DSM).
Este projeto inclui novas áreas de competência para o ISQ, que vão desde o conhecimento da instrumentação embarcada em satélites, sistemas de informação geográfica e big data analytics, bem como competências base em geologia e oceanografia.
O ISQ neste projeto tem o apoio da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e da Estrutura de Missão para a Extensão da Plataforma Continental (EMEPC).

Group of elementary school kids running in a school corridor

CLIMACT

Economia de baixo carbono nas escolas, através de abordagens complementares, como a eficiência energética, transporte sustentável, compras verdes, conservação de recursos e alterações de comportamentos. As metodologias e ferramentas criadas pelo ClimACT estão a ser otimizadas em 39 escolas de Portugal, Espanha, França e Gibraltar para posteriormente serem replicadas em outras regiões europeias.

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MOEEBIUS – Investigação europeia para otimização de consumo nos edifícios

O MOEEBIUS trata-se uma investigação europeia para otimizar consumos nos edifícios. A investigação visa criar modelos inovadores de qualidade do ar interior em edifícios e modelos de negócio para eficiência energética em edifícios, através do desenvolvimento de uma framework holística de otimização energética.

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PASSARO: Capacidades de Inovação de testes funcionais e estruturais  de estruturas aéreas

O projeto PASSARO tem como objetivo trabalhar em diversas áreas relacionadas com testes funcionais e estruturais, bem como com estruturas avançadas.

O PASSARO contribuirá para o desenvolvimento de estruturas inteligentes e multifuncionais, para a automação dos processos e tecnologias produtivos associados à manutenção na abordagem Indústria 4.0, aplicada a dois demonstradores em escala real (dois cockpits e demonstradores de asas específicos para a plataforma de desenvolvimento inovador de aeronaves da Regional Aircraft’s (IADP).

IXV pillars

IXV : Veículo de reentrada atmosférica experimental

Este veículo demonstrador reutilizável e não tripulado é um projeto da Agência Espacial Europeia (ESA) e tem capacidade para fazer voos orbitais e de se deslocar em voo planado, entre a reentrada na atmosfera e o local de amaragem. O ISQ esteve muito envolvido no desenvolvimento do IXV, sendo a única entidade portuguesa que acompanhou, em permanência, este projeto desde o seu início. Mais recentemente, a colaboração com a ESA decorreu a partir do centro de ensaios que o Grupo detém em Castelo Branco.

3D printer printing metal

IMPRESSÃO 3D INDUSTRIAL

O ISQ NA MANUFATURA ADITIVA

MULTI-FUN: Performance multi-funcional através de fabrico aditivo

O principal objetivo do projeto é promover um ganho significativo de desempenho e eficiência nos produtos de fabrico de aditivo metálico através da completa integração de multi-funcionalidades. Além disso, o projeto permitirá o design de vários materiais em peças de metal 3D geometricamente complexas sem limitação de tamanho por tecnologias inovadoras e económicas de fabrico aditivo.

HIPA2L: High Performance Additive manufacturing of Aluminium alloys

O ISQ foi convidado a integrar o projecto HiPA2l (High Performance Additive manufacturing of Aluminium alloys) que tem como objetivo desenvolver novas ligas de alumínio, destinadas a processos de fabrico ou manufatura aditiva, sob a forma de fio de soldadura, para a construção de componentes camada a camada.

SAM: Sector Skills Strategy in Additive Manufacturing

O projeto SAM visa o desenvolvimento de competências técnicas para qualificar os jovens interessados em trabalhar no setor do fabrico aditivo na Europa. O projeto tem como objetivo definir uma estratégia de qualificações para este setor, incluindo técnicas como a impressão 3D.

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Muriel Iten, coordenação núcleo do Baixo Carbono e Eficiência de Recursos na Unidade de I&D do ISQ. Professora Assistente na Universidade Lusíada, membro da Future Energy Leaders Portugal (FELP.PT) da Associação Portuguesa de Energia. Doutorada em Engenharia Mecânica - Energia Sustentável, Tecnologia e Construção pela Universidade de Coventry, Mestre em Engenharia para o Desenvolvimento pela Universidade de Cambridge, Mestre em Gestão e Tecnologia ambiental pela Universidade de Coimbra

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