O PIEP foi constituído numa iniciativa entre a indústria e a Universidade do Minho, através do Departamento de Engenharia de Polímeros e é considerado uma associação de direito privado, de matriz tecnológica e científica. Quão importante foi, há 22 anos, o lançamento deste Pólo de Inovação? Fazia falta uma ligação direta da indústria com a academia, para investigação e desenvolvimento de soluções na área dos polímeros?
A forte colaboração do Departamento de Engenharia de Polímeros da Universidade do Minho com o meio empresarial do setor dos plásticos e compósitos, cedo apelou à necessidade da criação de uma infraestrutura dedicada, capaz de responder às necessidades de Investigação, Desenvolvimento e Inovação das empresas nacionais com um forte pendor de exportação e, portanto, a operarem num mercado global altamente competitivo ao nível do custo, da qualidade e da inovação.
Ao longo de mais de duas décadas de existência, o PIEP tem vindo a consolidar-se enquanto parceiro de referência para a inovação, cumprindo e aprimorando a sua missão, assente num conjunto de atividades principais ao nível da I&D+i, transferência de tecnologia, consultadoria técnico-científica, formação e prestação de serviços.
Movido pelos valores do Conhecimento (orientado pelo conhecimento), da Inovação (Movido pela e para a inovação), da Cooperação (o todo é maior que a soma das partes), da Qualidade (qualidade e melhoria contínua é a via para a satisfação dos nossos clientes), da Ética (assumimos o respeito pelos outros como a base das nossas relações), da Sustentabilidade (contribuímos para um mundo mais sustentável) e pelo lema de “Converter Ideias em Produtos”, o PIEP desenvolve a sua atividade em inúmeros setores de aplicação através do desenvolvimento de produtos e tecnologias inovadoras, com elevados níveis de integração e funcionalidade, visando evidenciar a capacidade endógena nacional de responder, em tempo útil, às tendências do setor e a desafios específicos de inovação e, simultaneamente, assente na promoção dos princípios do desenvolvimento sustentável, criar valor de forma contínua, fomentando o desenvolvimento socioeconómico e a competitividade industrial.
A formação é também uma área onde o PIEP atua, sobretudo na capacitação de recursos humanos na área da Engenharia de Polímeros. Continua a existir falta de recursos humanos qualificados no setor dos plásticos nacional?
O PIEP é um centro de excelência em investigação e desenvolvimento de tecnologias de polímeros, sediado em Guimarães. Uma das áreas em que o PIEP atua é precisamente na capacitação de recursos humanos na área da Engenharia de Polímeros, através da formação de pessoal técnico e científico. Apesar das empresas estarem muito perto do mercado e por isso terem uma visão clara das suas necessidades a curto-médio prazo, estas apresentam algumas lacunas, que na maioria das vezes estão ligadas com a falta de recursos internos dedicados a atividades de I&D+i, e à falta de conhecimento de metodologias/ferramentas para a definição de arquiteturas de projetos de I&D+i considerando fatores tão relevantes como o impacto, riscos, retorno, etc.
O PIEP por seu lado, garante-lhes a formação dos seus quadros, a orientação, a vigilância tecnológica e conhecimento do estado da arte das suas áreas de atuação, bem como, as metodologias e ferramentas de desenvolvimento orientadas à inovação, o que nos permite, em conjunto, estruturar avenidas de investigação claras e orientadas a essas necessidades numa perspetiva de médio-longo prazo.
Quanto à existência de falta de recursos humanos qualificados no setor dos polímeros a nível nacional, esta é uma questão que pode depender de vários fatores, como a conjuntura económica do país, as políticas públicas para o desenvolvimento do setor industrial, a oferta de cursos de formação e qualificação profissional, entre outros. No entanto, é importante destacar que a esta indústria é uma das mais importantes e dinâmicas em Portugal, gerando empregos e contribuindo significativamente para a economia do país. Assim, a formação e qualificação de recursos humanos para atuar neste setor é uma necessidade constante, de modo a garantir a competitividade das empresas e o desenvolvimento da nossa indústria. Neste sentido, o trabalho do PIEP em capacitação de recursos humanos é de grande importância para a formação de profissionais altamente qualificados e aptos a atuarem em diversos segmentos da indústria de plásticos, polímeros e compósitos, contribuindo para o desenvolvimento económico e tecnológico do país.
No que respeita ao setor dos polímeros, borrachas e compósitos, são 1 078 as empresas nacionais que trabalham na área, contribuindo com quase 30 mil postos de trabalho. Que setor é este, no que respeita à sua representatividade para a economia nacional, bem como no que respeita àquilo que se faz, em Portugal, nesta área? Falamos de resultados de vanguarda, relativamente aos materiais, soluções e aplicações encontradas para os mesmos?
O setor dos polímeros, borrachas e compósitos é uma indústria estratégica em Portugal, com grande representatividade na economia nacional. As 1.078 empresas que atuam nesta área contribuem significativamente para o emprego e o PIB do país. Este setor tem um papel importante em diversos setores da economia, desde a construção civil e a indústria automóvel até à embalagem e à saúde. A indústria de polímeros é particularmente relevante para a produção de embalagens plásticas, que representam uma grande fatia da produção nacional, mas também tem uma presença significativa em outras áreas, como a produção de componentes para a indústria automóvel, aeronáutica e a produção de dispositivos médicos. No que diz respeito às soluções e aplicações encontradas para os materiais poliméricos, borrachas e compósitos, Portugal tem vindo a desenvolver investigação de ponta nesta área, com destaque para o trabalho realizado em instituições como o PIEP. Existem várias empresas portuguesas que se destacam pela sua capacidade de inovação e desenvolvimento de soluções tecnológicas avançadas em áreas como a reciclagem de plásticos e a produção de materiais de base bio e biodegradáveis, que promovem uma maior sustentabilidade e circularidade.
O plástico tem propriedades únicas e tão interessantes que fizeram dele um material amplamente utilizado e transformador da sociedade moderna, possibilitando por exemplo, ganhos de eficiência em veículos, a massificação de produtos eletrónicos, usos inovadores no setor da saúde e o aumento do tempo de prateleira dos alimentos. Os plásticos continuam a vislumbrar um mundo de oportunidades de evolução e de novas aplicações cada vez mais exigentes. O desenvolvimento de produtos em polímeros e compósitos tem evoluído para soluções de elevada integração, funcionalidade, design inteligente, baixo peso, customização e consequente elevada complexidade produtiva. Estas tendências presentes no desenvolvimento de produtos exigem abordagens para as quais as utilizações, de forma isolada, de materiais e tecnologias de fabrico convencionais têm dificuldade em responder de forma integral, o que leva a que o desenvolvimento de novos materiais, a aplicação e desenvolvimento de novos processos e a digitalização de processos e produtos seja de elevado interesse, uma vez que pode responder a diversos desafios complexos de aplicação.
Para além da elevada complexidade técnica e tecnológica, a cadeia de valor do setor dos plásticos, tendo como base os desafios da economia circular e da sustentabilidade, encontra-se em profunda alteração. Assim, a vertente da economia circular tem tido um papel central na história e estratégia atual e futura do PIEP, tanto no capítulo da circularidade pelo design de materiais e produtos, como da circularidade pela reciclagem e da circularidade pelas matérias-primas alternativas. A Engenharia de Polímeros tem assim um papel preponderante num futuro que se espera tecnologicamente mais evoluído e simultaneamente mais sustentável.
É extremamente importante que a sociedade tenha um conhecimento generalizado dos benefícios dos plásticos e de que forma a sua utilização responsável pode ajudar à transformação do mundo em que vivemos. Na verdade, a utilização de plásticos veio democratizar o acesso generalizado a um conjunto alargado de bens de consumo. Reduzir, reutilizar e reciclar são hoje as palavras de ordem.
O setor dos polímeros, borrachas e compósitos é uma indústria com grande representatividade na economia nacional, que tem vindo a apresentar um forte dinamismo e a investir em soluções inovadoras e tecnologicamente avançadas, tendo como base o conhecimento científico e tecnológico existente, a capacidade e vontade das empresas e o envolvimento responsável da sociedade civil reúne todos os ingredientes para o sucesso desta tão imperativa transição.
O que é o projeto POLARISE e quais os seus principais objetivos? Como visa este projeto auxiliar a indústria nas transições ambiental e digital?
O Projeto POLARISE é um projeto central do PIEP, que assenta na identificação das novas necessidades do tecido empresarial e social dos setores onde os polímeros e compósitos atuam. Assim, o projeto POLARISE apresenta um Plano de Ação Estratégico que tem como principais prioridades: 1) O desenvolvimento de atividades colaborativas e transferência de tecnologia com as empresas, centros tecnológicos, universidades e a sociedade, promovendo uma maior interação, criação de valor no tecido empresarial e um maior envolvimento e oferta de conhecimento à Sociedade através de ações específicas focadas nas vertentes da Digitalização, Economia Circular e Descarbonização; 2) O desenvolvimento de conhecimentos científicos e tecnológicos em temáticas críticas, como é o caso da vertente de Digitalização e Tecnologias Digitais, na Descarbonização e Economia Circular, bem como na automatização e transformação inteligente e Materiais Avançados com base em soluções mais sustentáveis; 3) A capacitação e reforço do conhecimento baseado nas pessoas, através da contratação de recursos altamente qualificados e up-skill/re-skill de pessoas dos quadros da instituição. com enfoque na especialização em vetores críticos para a instituição e para o País (domínios prioritários da estratégia de especialização inteligente), bem como dotar o PIEP com um conjunto de ferramentas integradas de gestão (Qualidade, Projetos, Clientes, Parceiros, Negócio) que suportem e permitam uma maior eficiência e eficácia nas atividades centrais do PIEP; 4) O incremento do posicionamento do PIEP a nível nacional e internacional nos fóruns de discussão científica, técnica e tecnológica, associações e redes europeias, com o objetivo de alargar as parcerias estratégicas nos diferentes setores industriais alvo e áreas de diferenciação que se encontrem conectadas às vertentes dos materiais, tecnologias, circularidade e digitalização.
O projeto POLARISE visa alavancar, para os próximos 3 anos, a presença do PIEP, mais forte e contínua, em áreas geográficas (nacionais e internacionais) e mercados diferenciados e de maior valor acrescentado incluindo aqueles onde ainda não está presente ou consolidado. Conscientes do papel do PIEP na produção de conhecimento, na sua aplicação e eficaz transferência para o tecido industrial, a implementação do projeto POLARISE visa continuar a: 1) contribuir para o reconhecimento internacional da competência nacional instalada ao nível do desenvolvimento de sistemas e soluções, tecnologias e conceção de produtos inovadores de elevado valor acrescentado; 2) evidenciar a capacidade endógena nacional de responder, em tempo útil, às tendências do setor e a desafios de inovação; 3) contribuir para o reforço da competitividade das empresas e para o desenvolvimento socioeconómico nacional; 4) estimular a criatividade, a captação de conhecimento e potenciar a aplicação e transferência do novo conhecimento produzido para diversos setores (valorização económica e social); 5) potenciar uma cultura e prática efetiva de I&D+i no setor, disponibilizando recursos humanos, infraestrutura física e conhecimento necessários; 6) promover o desenvolvimento de conhecimento científico aplicado através de projetos de investigação / teses de mestrado / doutoramento; 7) promover a participação das empresas nacionais em projetos de I&D+i europeus; 8) promover a valorização económica do conhecimento através do estímulo à proteção da propriedade intelectual; 9) auxiliar na qualificação de recursos humanos em engenharia, sobretudo em atividades de I&D+i aplicada; 10) promover uma cultura de desenvolvimento sustentável nos vetores ambiental, sociológico e económico; 11) alinhar a oferta com as necessidades dos diferentes atores, promovendo a inovação cooperativa e interdisciplinar; 12) aumentar e qualificar os serviços prestados pelo PIEP à indústria; 13) posicionar o PIEP no contexto internacional das infraestruturas homólogas, capacitando-o para desenvolver tecnologias e conceber produtos em materiais poliméricos e compósitos, com base nos domínios emergentes dos Materiais, Tecnologias Inteligentes, Digitalização e Economia Circular.
Do ponto de vista da aposta nos domínios tecnológicos, o plano de ação do Projeto POLARISE e, consequentemente do PIEP, assenta no desenvolvimento e difusão de tecnologias orientadas aos principais pilares estratégicos nacionais e europeus (2030), nomeadamente: Transformação digital, Transição Verde, Descarbonização, Economia circular e Crescimento Inteligente, Sustentável e Inclusivo, incluindo coesão económica, emprego, produtividade, competitividade, investigação, desenvolvimento e inovação. A Transformação Digital, catalisada pela quarta revolução industrial ou Indústria 4.0, é retratada como uma combinação da evolução dos sistemas ciber-físicos, da internet das coisas, das micro e nanotecnologias, da computação na nuvem, da inteligência artificial, dos sistemas autónomos e multi-processos, do fabrico aditivo, do Big Data, entre outras tecnologias que vão surgindo e dando corpo a um novo mindset industrial. No contexto atual, os desafios associados às alterações climáticas e transição verde exigem da Indústria 4.0 uma abordagem holística que englobe soluções tecnologicamente inovadoras e, simultaneamente, sustentáveis. As indústrias associadas à produção de moldes, componentes e sistemas em polímeros e compósitos caracterizam-se por padrões de elevada exigência tecnológica, performance, qualidade, concorrência global, com dinâmicas muito fortes ao nível da inovação e de capital intensivo. O desenvolvimento de produtos em polímeros e compósitos tem evoluído para soluções de elevada integração, funcionalidade, design inteligente, baixo peso, customização e consequente elevada complexidade produtiva. Estas tendências presentes no desenvolvimento de produtos exigem abordagens para as quais as utilizações, de forma isolada, de materiais e tecnologias de fabrico convencionais têm dificuldade em responder de forma integral, o que leva a que o desenvolvimento de novos materiais, a aplicação e desenvolvimento de novos processos e a digitalização de processos e produtos seja de elevado interesse, uma vez que pode responder a diversos desafios complexos de aplicação. Para além da elevada complexidade técnica e tecnológica, a cadeia de valor do setor dos plásticos, tendo como base os desafios da economia circular e da sustentabilidade, encontra-se em profunda alteração. Assim, a vertente da economia circular tem um papel fundamental na estratégia atual e futura, tanto numa vertente da circularidade pelo design, como na circularidade pela reciclagem e na circularidade pelas matérias-primas alternativas.
Que projetos de referência tem hoje o PIEP ligados aos setores da Aeronáutica e Espacial? Quem são os seus principais parceiros e clientes?
O PIEP tem desenvolvido vários projetos de referência nos setores da Aeronáutica e Espacial, sendo reconhecido como um centro de excelência em engenharia de polímeros e materiais compósitos. Entre os projetos desenvolvidos pelo PIEP nesta área, destacam-se:
Projeto Imperio UAS, num consórcio que contava com a participação da Iberomoldes, Spinworks, Empordef, GMV, TEKEVER, INEGI, Edisoft, ActiveSpace, Centi e Pemas. Este projeto resultou no primeiro UAV (Unmanned Aerial Vehicle) português, criado pelo consórcio PAIC (Portuguese Aerospace Industry Consortium). O Imperio SP1 é uma aeronave com vista à monitorização de fogos e vigilância marítima. A plataforma do Imperio SP1 foi desenvolvida e fabricada em colaboração com a Lockheed- Martin, o gigante aeroespacial dos EUA.
Projeto XAeroStructures, num consórcio que contava com a XAeroSystems, o INEGI, a SpinWorks, a ActiveSpace, a Critical Materials (atual Stratosphere) e a SetSA. Este projeto teve como principais objetivos a definição de métodos inovadores para o desenvolvimento, teste, validação e certificação de estruturas de aeronaves não tripuladas (UAV), que permitiriam criar um vetor claro na criação de valor para o mercado, de produtos e tecnologias desenvolvidos pela indústria nacional, para o ramo aeronáutico.
Projeto AeroCork em consórcio com a Amorim Cork Composites, a ActiveSpace e a DynAero. Este projeto focou-se no desenvolvimento de um avião ultraleve ecológico através da produção, ensaio e certificação de compósitos de cortiça, para substituir materiais sintéticos em aviões da Dyn’Aero Ibérica. O PIEP foi responsável pela previsão do comportamento mecânico dos aglomerados e pelo desenvolvimento de modelos constitutivos, através de sistemas avançados de simulação computacional.
Projeto NACO diretamente contratualizado com a ESA e com a participação da HPS, FutureCarbon, Austrian Research Centres, University of Patras, ASTRIUM, INEGI e Electrovac. Este projeto visou identificar potenciais aplicações espaciais de “esqueletos” de nanotubos de carbono (CNTs) ou “CNT Network”, impregnados por matrizes poliméricas, metálicas ou cerâmicas.
Projeto BetterSky, liderado pela EEA e com participação do CEIIA e Critical Materials (atual Stratosphere). Este projeto, propôs-se desenvolver, testar e demonstrar novas metodologias de projecto e qualificação de aeroestruturas em ambiente better design, através de actividades complementares de IDT segundo três grandes linhas de inovação fundamentais: 1) Metodologias de desenvolvimento e qualificação de aeroestruturas; 2) Aplicação e demonstração de novos materiais e tecnologias de fabrico mais competitivas; 3) Novas tecnologias e integração de equipamentos em bancos de ensaios, com especial foco na multifuncionalidade das estruturas e na integração de sistemas e sensorização para monitorização de ensaios e operações de inspecção.
Projeto KC-390, liderado pela EEA, com participação do CEIIA e Critical Materials (atual Stratosphere) e em estreita colaboração da EMBRAER. Este foi o maior projeto de desenvolvimento de uma aeronave em que a engenharia aeronáutica portuguesa esteve envolvida. Este projeto contribuiu para o fortalecimento do cluster aeronáutico nacional, com a produção em Portugal de componentes do KC-390. O PIEP esteve envolvido na realização de testes do projeto com o seu conhecimento na área dos polímeros.
Projeto cTPS diretamente contratualizado com a ESA, em consórcio com mais 3 entidades e empresas nacionais, a Amorim Cork Composites, a Stratosphere, e o ISQ. O consórcio totalmente nacional desenvolveu, com o suporte direto da ESA (European Space Agency), uma cápsula de reentrada atmosférica, que tem como função principal a recolha de amostras de solo em missões espaciais (ERC), com as características termomecânicas otimizadas a uma reentrada atmosférica passiva. Este design focou-se, principalmente, no desenvolvimento de um sistema de proteção térmica e capacidade de absorção de impacto.
Projeto PECTF diretamente contratualizado com a ESA e com participação da Universidade do Minho. Este projeto/desafio partiu da ESA com o intuito de obter um filamento para produzir peças para impressão 3D com especificações muito elevadas (polímero resistente a alta temperatura, com condutividade elétrica). Este filamento permite que novas peças sejam impressas sem sair do espaço. O objetivo da ESA é possuir um armazém de matérias primas com diversas propriedades e em função das necessidades locais, dispor do material e construir a peça in situ. A Universidade do Minho e o PIEP são os únicos fornecedores a nível mundial deste tipo de material para manufactura aditiva (impressão 3D), a incluir em sensores de sondas lunares e no revestimento de satélites.
Projeto FLY.PT em consórcio com a Caetano Aeronautic; SETSA, a Optimal Structural Solutions, a CONTROLAR, a Almadesign, a TEKEVER, o INEGI, o CEIIA, o ISQ, o INESCTEC, o IPL, o ISEP, o Cluster AED, a EMPORDEF, a Universidade de Évora, a CODI, a FHP e a Stratosphere. O FLY.PT tem como principal foco a Investigação, desenvolvimento, prototipagem e teste de um novo conceito de transporte aéreo urbano modular que integra a mobilidade horizontal com a mobilidade vertical, através da combinação de um veículo elétrico autónomo com um drone.
Projeto HYPROP, liderado pela TEKEVER com participação da UBI, FS Dynamics. O projeto tem como objetivos o desenvolvimento e integração de um sistema de propulsão híbrida/elétrica distribuída num veículo aéreo não-tripulado (VANT) da TEKEVER, com o objetivo de testar e demonstrar a tecnologia e os seus benefícios.
Projeto ACE, liderados pela TEKEVER com participação da UPorto-FEUP, FSDynamics, IPL. Este projeto teve como principal foco a agilização do processo de migração de motores a combustão para motores elétricos com o desenvolvimento de novas soluções de energia para aplicações aeronáuticas.
Logicamente que os principais parceiros são aqueles que, ao longos dos anos, têm participado com o PIEP nos projetos apresentados. A nível nacional podemos destacar a Universidade do Minho, a TEKEVER, o CEIIA, a STRATOSPHERE, a ACC (Amorim Cork Composites), o ISQ (Instituto de Soldadura e Qualidade), a Alma Design, a Set SA, o INEGI, o INESCTEC, a CODI, a ActiveSpace, e o Cluster AED como motor de diversas das parcerias realizadas. A nível internacional, o PIEP tem trabalhado, em diversos projetos, com a ESA, e de forma menos recorrente com a EMBRAER, ASTRIUM, AIRBUS, Ariane Group, entre outros.
Que evolução/desenvolvimentos são esperados os próximos tempos na Engenharia de Polímeros de aplicação direta nos setores da Aeronáutica e Espacial? Poderá Portugal suportado pelo Cluster Portugal – Aeronautics, Space and Defence (AED), tornar-se um país referência nestes setores?
A Engenharia de Polímeros é uma área em constante evolução e desenvolvimento, especialmente no que diz respeito à sua aplicação nos setores da Aeronáutica e Espacial. Espera-se que nos próximos tempos continuem a ser desenvolvidos esforços para que mais materiais (polímeros, compósitos) e processos produtivos, alternativos aos denominados tradicionais, sejam aplicados nestas áreas específicas. De referir que novos materiais poliméricos e novos processos de fabrico serão cada vez mais equacionados e usados nas indústrias supramencionadas, uma vez que existe uma demanda elevada para que as estruturas sejam cada vez mais leves, resistentes e sustentáveis, existindo uma forte aposta para que estes sejam ainda mais utilizadas em componentes críticos de aeronaves e satélites. Em particular, espera-se um aumento na utilização de materiais compósitos poliméricos, que oferecem uma combinação única de propriedades mecânicas, térmicas e químicas. Estes materiais têm vindo a ser mais usados em componentes estruturais de aeronaves, como asas, fuselagens e componentes internos, bem como em partes críticas de satélites.
Portugal tem vindo a desenvolver competências relevantes nos setores da Aeronáutica e Espacial, com a criação e implementação global a nível nacional (e com elevado reconhecimento a nível internacional) do Cluster AED Portugal – Aeronautics, Space and Defence, o qual reúne empresas, centros de investigação e universidades nacionais com o objetivo de fomentar o desenvolvimento destes setores. Com o suporte deste cluster e o investimento em recursos humanos qualificados, é possível que Portugal possa tornar-se uma referência nestes setores, especialmente na área da Engenharia de Polímeros. O PIEP, como um dos principais centros de investigação nesta área em Portugal, tem um papel fundamental neste processo de desenvolvimento e inovação.
