Kuopio Water Cluster współpracuje z firmami na całym świecie. Pora na polski akcent

dr inż. Patryk Wójtowicz
Research Manager w Smart Water Group, Environmental Engineering Savonia University of Applied Sciences

Łączy Pan pracę w Savonia University of Applied Sciences i Kuopio Water Cluster. Jak się ma relacja nauka a przemysł w Finlandii (porównując np. do polskich realiów)?

Patryk Wójtowicz (PW): Nie widzę istotnych różnic, a mam w tej dziedzinie doświadczenie, ponieważ przez 12 lat byłem adiunktem na Politechnice Wrocławskiej. Piętą Achillesową większości krajów jest brak skutecznych i praktycznych metod transferu technologii między sektorem akademickim a przemysłowym. Uczelnie mają po prostu inne cele statutowe – swoją pozycję budują poprzez poziom kształcenia, publikacje w czasopismach naukowych etc., a nie poprzez liczbę wdrożonych z przemysłem patentów (bo patent na papierze i patent wdrożony to zupełnie inna historia). I w Savonii zderzyliśmy się z sytuacją, że na Uniwersytecie powstało kilka bardzo obiecujących projektów, ale pracownicy naukowi odpowiedzialni za nie, opuszczali uczelnię i podejmowali pracę w spółkach typu spin off. W ten sposób traciliśmy bardzo wartościową kadrę. Systemowym remedium na tę sytuację okazało się utworzenie pod przewodnictwem Savonii - Kuopio Water Cluster. Cluster jednak nie funkcjonuję jako jednostka akademicka, ale jako wydzielona firma, co znacząco ułatwia współpracę z biznesem. Obecnie ok. 30 proc. budżetu mojego Wydziału Inżynierii Środowiska na Uniwersytecie Savonia stanowią usługi dla firm, które zostały zrealizowane z wykorzystaniem zaplecza badawczego uczelni oraz partnerów klastra. Trzeba jednak podkreślić, że jako niezależny ośrodek badawczy i testowy zajmujemy się wdrażaniem konkretnych rozwiązań w formie demonstratorów, ale przy zachowaniu całkowitej neutralności.

Jaką misję ma Kuopio Water Klaster i jaka jest jego struktura?

PW: Kuopio Water Cluster jest jedynym klastrem wodnym w Finlandii, a jego celem jest wdrażanie w życie najbardziej obiecujących projektów innowacyjnych, często na konkretne zamówienie biznesu. To ścisła współpraca nauki i biznesu. Co do struktury, to formalnie jako Klaster działamy od 2017 r., lecz Ekosystem organizacji, na którym bazujemy, ma już bogate, przeszło dwudziestoletnie doświadczenie. Członkowie założyciele to głównie instytucje publiczne, mające ściśle określone zadania i kompetencje, których suma tworzy unikalną wartość Klastra⁽¹⁾. Oczywiście nie byłoby Klastra bez strefy biznesu.

Ile firm zrzesza Kuopio Klaster i na jakich zasadach opiera się członkostwo?

PW: Obecnie mamy ponad 65 członków – firm i organizacji, z czego 90 proc. stanowią firmy fińskie, a 10 proc. firmy zagraniczne (nie ma ograniczeń formalnych). Jesteśmy zrzeszeni w unijnej organizacji European Cluster Collaboration Platform (ECCP), która certyfikuje klastry. Na terenie UE funkcjonuje obecnie ok. 4 tys. klastrów różnego typu (w Polsce jest 15 Klastrów Kluczowych)⁽²⁾. Co istotne, w nowym programie budżetowym UE zostały przewidziane specjalne programy, z której klastry mogą ubiegać się o finansowanie - do tego jednak jest potrzebne członkostwo w ECCP. Przechodząc na grunt fiński, jeśli np. aktywizujmy firmy w ramach regionalnych środków pomocowych, to korzystać z tych środków mogą wyłącznie firmy z regionu. Firma zagraniczna musi mieć swój własny budżet na zasadzie bilateralnego udziału. Członkostwo w Kuopio Water Cluster jest bezpłatne, w przeciwieństwie do np. naszego odpowiednika w Holandii.

W jaki sposób zachęcacie biznes do współpracy?

PW: Współpraca z Klastrem opiera się na zasadzie win-win, a naszym głównym atutem jest koncentrowanie wiedzy i innowacji. Firmy potrzebują wsparcia ekspertów i dostępu do wszechstronnego zaplecza (w tym wysokiej jakości sprzętu laboratoryjnego i repozytoriów danych). Nasz Klaster gwarantuje szybką ścieżkę działania, począwszy od wykonania badań laboratoryjnych do demonstracji prototypu. W Klastrze obowiązuje tzw. zasada pojedynczych drzwi, czyli to Klaster zapewnia pełne zaplecze: personalne i techniczne. Często zgłaszają się do nas wynalazcy, którym dobieramy partnera biznesowego z Klastra, bo naszą misją jest nie tylko wspieranie MŚP, ale też tworzenie nowych firm.

Oferujemy także Partnerstwo w edukacji (np. inżynieria wodno-ściekowa) oraz dostęp do sieci współpracy badawczej i biznesowej w Finlandii i Europie. Posiadamy także Business Centre: świadczący usługi biznesowe oraz Centrum kompetencji digitalizacji.  

Water Lab© Kuopio Water Cluster

Jakie projekty realizujecie?                               

PW: Spektrum działalności jest bardzo szerokie, ale w ostatnich czasach badania i rozwój koncentrują się głównie w dziedzinie cyfryzacji oraz realizacji gospodarki obiegu zamkniętego. Np. w zakresie bezpieczeństwa wody proponujemy rozwiązania do uzdatniania wody dla przemysłu wydobywczego, celulozowo-papierniczego i wodociągowego, ale też rozwiązania do monitorowania jakości wody dla wielu zastosowań i modelowanie. Wirtualne projektowanie infrastruktury wodnej (BIM). Przemysł jest szczególnie zainteresowany tematem zamkniętego obiegu wody, stąd mamy dwie odnogi: smart water i circular economy. Popularnym tematem jest także produkcja biogazu oraz wodoru z odpadów. Dysponujemy zarówno komorami fermentacyjnymi jak i klimatycznymi, więc nie ma żadnych ograniczeń. Dopiero co zakończyliśmy również pilotaż dotyczący możliwości odzysku metali ziem rzadkich z hałd górniczych.

Wojna w Ukrainie zwróciła uwagę na konieczność zabezpieczenia infrastruktury krytycznej na wypadek ataków, np. terrorystycznych. Czy w tym obszarze także prowadzicie badania?

PW: Mamy bardzo dużo do zaoferowania w temacie monitoringu i zabezpieczenia sieci. W naszym laboratorium dostępny jest WaterLOOP – Symulator Systemu Dystrybucyjnego (ang. Distribution System Simulator - DSS), który jest fizycznym model sieci wodociągowej uwzględniający wszystkie komponenty rzeczywistego systemu zaopatrzenia w wodę: ujęcie wody powierzchniowej (jeziora), pompownię pierwszego stopnia, linię przesyłową wody surowej, wielokomorowy zbiornik wody, mobilna pilotowa stacja uzdatniania wody (umieszczona w kontenerze), zbiornik czystej wody, pompownia drugiego stopnia, sieć dystrybucyjna i rozdzielcza (ok. 1 km rurociągów), modele fizyczne odpowiadające zapotrzebowaniu na wodę (rozbiór wody, wycieki), zbiornik separatora lub kanalizacja ściekowa.

WaterLOOP symulator pozwala na przeprowadzenie testów, które w prawdziwym systemie dystrybucji nie są możliwe do wykonania. Testujemy m.in. scenariusze różnego typu odpowiadające zmianom o charakterze hydraulicznym (np. zmiany prędkości i ciśnienia, uderzenia hydrauliczne, przepływ dwufazowy oraz trzyfazowy), chemii wody (selektywnie bądź poprzez modyfikację kilku parametrów na raz) czy też składu mikrobiologicznego (np. kontrolowane wprowadzenie bakterii). Możemy testować nawet tak ekstremalne wydarzenia jak np. skażenie wody w wyniku zmieszania ze ściekami lub wodami opadowymi (tzw. cross contamination) w dowolnej ilości, stężeniu czy schemacie czasowym. Z kolei dla producentów sensorów oraz inteligentnych rozwiązań programowych (opartych np. na sztucznej inteligencji) bardzo ważne jest sprawdzenie, jak dany sensor czy oprogramowanie zareaguje w praktyce.

W jaki sposób prezentujecie gotowe rozwiązania?

PW: Gotowe rozwiązania demonstrowane mogą być z wykorzystaniem demonstratora SuperDMA, który jako wydzielony sektor wodociągowy (ang. District Metering Area - DMA) jest elementem rzeczywistego systemu wodociągowego Kuopio. W systemie tym umieszczone są specjalne komory pomiarowe, za pomocą których możemy bezpiecznie rozmieszczać urządzenia pomiarowe. Pozwala to firmom w praktyce zademonstrować rozwiązania do których dostęp jest zdalny dla potencjalnych klientów. SuperDMA uwzględnia nie tylko sieć wodociągową (do której dostęp jest najtrudniejszy ze względu na wymogi zachowania reżimu sanitarnego), ale również inne elementy miejskich sieci podziemnych (kanalizacja bytowo-gospodarcza oraz deszczowa). Demonstrator SuperDMA objęty jest zasięgiem naszej prywatnej sieci komórkowej NB-IoT, wspierając częstotliwość dedykowaną dla infrastruktury krytycznej 450 MHz (B31) oraz pozostałych (B3 oraz B20). Ponadto do zastosowań wymagających większej ilości danych mamy prywatną sieć 5G mmWave NR (n257 oraz n258). Wczesny dostęp do tych nowych technologii komunikacyjnych pozwala rozwijać i testować urządzenia prototypowe.

Generalnie mówiąc, legislacja unijna podnosi poprzeczkę, a technologie smart, w których się specjalizujemy, wychodzą naprzeciw tym wymaganiom. Np. dyrektywa unijna mówi o wprowadzeniu pomiaru mętności on-line. Urządzania do pomiaru zmian jakości wody testowane i demonstrowane w Kuopio są właśnie typu on-line – działają cały czas, a pomiary są wykonywane nawet z interwałem sekundowym czy minutowym. W chwili obecnej do naszej dyspozycji posiadamy większość urządzeń on-line dostępnych na świecie, przeznaczonych do zastosowania w sieciach dystrybucji wody. Do analizy danych stosowana jest sztuczna inteligencja, ponieważ żaden operator nie byłby w stanie kontrolować i interpretować takiej ilości danych przez cały rok 24/7. W temacie Smart Water realizujemy obecnie dwa projekty badawczo-rozwojowe, w ramach których wdrażamy uniwersalną platformę IoT dedykowaną do zarządzania urządzeniami.

Zapraszamy do współpracy polskie firmy, uczelnie, ośrodki badawczo-rozwojowe oraz przedsiębiorstwa wodociągowe.

Kontakt: dr inż. Patryk Wójtowicz, +358 44 785 55 64, +48 605 422 606, patryk.wojtowicz@savonia.fi

www.kuopiowatercluster.com

Artykuł powstał we współpracy z Kuopio Water Cluster