Technology Assessment della Rete Regionale delle Strutture di Ricerca Industriale e Trasferimento Tecnologico della Regione Emilia-Romagna

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1 Technology Assessment della Rete Regionale delle Strutture di Ricerca Industriale e Trasferimento Tecnologico della Regione Emilia-Romagna Nell ambito del Programma Operativo Regionale FESR RAPPORTO FINALE Final Draft Maggio 2013

2 SOMMARIO SOMMARIO... 2 PREMESSA SEZIONE 1: TECHNOLOGY ASSESSMENT DELLA PIATTAFORMA AGROALIMENTARE INTRODUZIONE COERENZA CON LO SCENARIO TECNOLOGICO EUROPEO E FORESIGHT Quadro sintetico delle aree di ricerca prioritarie e degli ambiti tecnologici chiave Posizionamento tecnologico dei laboratori regionali Best Performer in Europa Profilo del Best Performer scelto per il confronto Analisi comparata tra Best Performer e Laboratori della Rete COERENZA CON LE CARATTERISTICHE DELLA DOMANDA LOCALE Caratteristiche dei progetti finanziati dalla Regione Distribuzione dei progetti finanziati per ambito tecnologico ALTRI ELEMENTI DI CONFRONTO: CAPACITÀ DI RELAZIONE E SOSTENIBILITÀ DEI LABORATORI Ricerca cooperativa Rapporti con le imprese, trasferimento tecnologico e sostenibilità RATING COMPLESSIVO SEZIONE 2: TECHNOLOGY ASSESSMENT DELLA PIATTAFORMA ENERGIA E AMBIENTE INTRODUZIONE POSIZIONAMENTO TECNOLOGICO DEI LABORATORI REGIONALI ENERGIA: SCENARIO TECNOLOGICO RICERCA EUROPEA E BEST PERFORMERS ANALISI COMPARATA: L ISTITUTO FRANCESE IFPEN COMPARAZIONE TECNOLOGICA ANALISI DELLA DOMANDA DI RICERCA INDUSTRIALE DELLE IMPRESE LOCALI CAPACITÀ E PROPENSIONE ALLA COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE RICERCA E NETWORKING CONCLUSIONI SEZIONE 3: TECHNOLOGY ASSESSMENT DELLA PIATTAFORMA MECCANICA AVANZATA E MATERIALI INTRODUZIONE SCENARIO TECNOLOGICO RICERCA EUROPEA E BEST PERFORMER

3 3.4 COPERTURA TECNOLOGICA DEI LABORATORI REGIONALI SELEZIONE E PROFILO DEL BEST PERFORMER BENCHMARKING Comparazione tecnologica Elementi di confronto non tecnologico ANALISI DELLA DOMANDA INDUSTRIALE PRINCIPALI CONCLUSIONI E RACCOMANDAZIONI SEZIONE 4: TECHNOLOGY ASSESSMENT DELLA PIATTAFORMA SCIENZE DELLA VITA INTRODUZIONE SCENARIO TECNOLOGICO POSIZIONAMENTO TECNOLOGICO DEI LABORATORI REGIONALI RICERCA EUROPEA E BEST PERFORMERS ANALISI COMPARATA: THE UNIVERSITY COLLEGE OF LONDON COMPARAZIONE TECNOLOGICA DOMANDA DI RICERCA DELLE IMPRESE LOCALI CAPACITÀ E PROPENSIONE ALLA COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE RICERCA E NETWORKING CONCLUSIONI SEZIONE 5: CONCLUSIONI E RACCOMANDAZIONI INTRODUZIONE CONCLUSIONI RACCOMANDAZIONI

4 PREMESSA Obiettivi e attività del Technology Assessment Il Technology Assessment della Rete Alta Tecnologia è finalizzato a valutare la performance e la competitività del network dei laboratori di ricerca industriale finanziati dalla Regione Emilia-Romagna, nelle loro diverse configurazioni, a partire dal 2002, e a fornire indicazioni strategiche e operative utili a migliorarne il funzionamento. A tal fine sono state realizzate le seguenti attività tra loro collegate: una mappatura dettagliata della domanda e dell offerta regionale di ricerca e tecnologia nei settori di specializzazione della Rete; la costruzione di scenari tecnologici rilevanti per le principali piattaforme tematiche in cui i laboratori sono organizzati; un esercizio di benchmarking dei laboratori rispetto agli scenari tecnologici e rispetto alle best practice esemplificate da alcuni tra i migliori competitor europei (Best Performer); infine un analisi degli aspetti di funzionamento e governance della Rete che ne limitano la competitività e necessitano di un aggiustamento per migliorare l efficacia della politica per la ricerca e l innovazione. Mappatura della domanda e dell offerta tecnologica regionale La mappatura della domanda regionale è stata realizzata attraverso un indagine presso le imprese beneficiarie del sostegno pubblico per attività di ricerca e innovazione a partire dal 2002 (questionario strutturato somministrato a 640 imprese). Le informazioni raccolte includono: i dati dei fornitori e dei clienti delle imprese che permettono di ricostruire il livello di integrazione delle filiere produttive regionali; gli effetti della crisi economica, in particolare sugli investimenti in ricerca e sviluppo; il giudizio espresso dalle imprese in merito ai principali fattori competitivi (competenze, offerta di ricerca, offerta di servizi avanzati, partner, continuità delle politiche di sostegno) e alla loro presenza in regione; la strategia di sviluppo delle imprese in termini di risorse finanziarie, partner strategici e ambiti scientifico-tecnologici per future collaborazioni. Parallelamente è stata realizzata una mappatura dell offerta di ricerca e servizi tecnologici attraverso un questionario dettagliato inviato a tutti i laboratori della Rete, accompagnato da visite degli esperti e dei tecnologi presso le strutture. Le attività sono state concepite e organizzate in modo da raccogliere informazioni dettagliate sulle aree scientifico-tecnologiche chiave, sulle modalità con cui i laboratori interagiscono con le imprese e sulle strategie future dalla cui fondatezza può dipendere la sostenibilità delle strutture. Le informazioni sulla domanda e sull offerta hanno consentito di tratteggiare un quadro completo delle componenti fondamentali del sistema innovativo regionale. Sulla base dei dati raccolti e dei giudizi dei 4

5 tecnologi, è stato redatto un rapporto tematico su ciascuna piattaforma. Questa messe di informazioni, combinata con quanto ricavabile dalle roadmap delle Piattaforme Tecnologiche europee ha consentito di impostare le fasi successive della costruzione di scenari e il benchmarking tecnologico. Scenari tecnologici e benchmarking dei laboratori Per ciascuna delle piattaforme della Rete, l analisi dei laboratori e la disamina delle agende strategiche delle piattaforme europee hanno permesso di costruire una griglia di aree scientifico-tecnologiche chiave su cui la ricerca europea attualmente concentra i propri sforzi e su cui investirà nel futuro prossimo. Tali griglie di tecnologie critiche sono state utilizzate per riclassificare i progetti del 7 Programma Quadro europeo della ricerca (FP7), riconducibili alle aree meccanica, agroalimentare, scienze della vita e energia/ambiente. I progetti europei, riclassificati su base tecnologica, delineano in ciascun ambito la frontiera della ricerca, ossia le aree e le tecnologie su cui si concentrano gli attori europei e con quali risorse; l esercizio consente quindi di valutare il posizionamento della regione nel panorama comunitario in termini di partecipazione e capacità di coordinamento. L analisi dei progetti FP7 ha inoltre permesso di individuare, per ciascun area, gli attori più performanti ossia quelle istituzioni che dominano la scena per progetti coordinati e partecipazioni alle reti internazionali, da utilizzare come casi esemplari nel benchmarking. Va sottolineato che i dati relativi al 7 Programma Quadro hanno richiesto un significativo lavoro di raccolta, sistemazione e classificazione per utilizzare i progetti come fonte di informazione sia rispetto alle tecnologie più rilevanti, sia rispetto agli attori più performanti. Si tratta dunque di un database unico e originale assemblato ad hoc per il Technology Assessment e che può essere aggiornato sulla base delle nuove call FP7 e Horizon 2020, per monitorare i movimenti della frontiera della ricerca e, nel caso in esame, per permettere alla Regione di orientare le sue politiche di intervento. Il benchmarking dei laboratori è stato un esercizio complesso che ha riguardato sia il lato dell offerta che quello della domanda di tecnologia e ha focalizzato in primis sugli aspetti tecnologici, ma anche su quelli relativi alla governance dei centri, alla capacità di definire strategie credibili e in linea con gli scenari più promettenti, di interagire attivamente con le imprese e gestire efficacemente il trasferimento tecnologico. In altri termini l assessment si è concentrato non solo sulla conoscenza e sulla performance scientificotecnologica, ma altresì sulla capacità di rispondere alla domanda di innovazione delle imprese del territorio e sulle altre condizioni alla base della sostenibilità futura dei laboratori. I termini di paragone del benchmarking sono, da un lato gli scenari tecnologici europei, dall altro i Best Performer, ossia gli istituti selezionati sulla base della loro prominenza nel FP7 e sui quali è stato condotto, con l ausilio di un esperto/tecnologo, un caso studio dettagliato. I Best Performers considerati sono: Fraunhofer IPA e IRT Jules Verne (meccanica); Wageningen University and Research (agro-alimentare); 5

6 School of Life and Medical Sciences della UCL - University College of London - (scienze della vita); IFP Energies Nouvelles (energia). Infine, L ultima componente del benchmarking si è concretizzata in un confronto con la domanda di tecnologia espressa dalle imprese locali, ricavata dai progetti di ricerca co-finanziati dalla regione dal Al termine di questa analisi complessa da cui emergono indicazioni precise sui punti di forza e debolezza dei laboratori della Rete, il team di lavoro ha sintetizzato le varie componenti del benchmarking in un punteggio sintetico che fornisce una misura del potenziale di crescita dei centri. Il potenziale di crescita rispecchia la disponibilità e la qualità competenze scientifico-tecnologiche, la solidità e adeguatezza delle strategie rispetto allo scenario di riferimento, la capacità di cooperare proficuamente con le imprese. I laboratori della Rete hanno storie variegate che ne influenzano la capacità di generare risultati, assicurarsi commesse private, instaurare collaborazioni, e realizzare progetti. Tale performance attuale (o di partenza rispetto alla configurazione attuale della Rete) è facilmente ricavabile dai dati di monitoraggio dei laboratori raccolti dalla Regione. Dall incrocio di questi due score, la performance attuale e il potenziale di crescita, deriva il posizionamento complessivo dei laboratori. Osservando il posizionamento, è ragionevole distinguere tra: centri con una buona performance e potenziale di crescita elevato, centri con una performance sotto la media ma capaci di rincorrere e potenzialmente di raggiungere i leader, centri con una performance sopra la media ma in rallentamento, e infine laboratori caratterizzati da una performance debole e che non sembrano in grado al momento di recuperare terreno senza attuare cambiamenti organizzativi e di specializzazione rilevanti. Struttura e governance della Rete I risultati dell analisi svolta non solo consentono di valutare nel dettaglio il posizionamento e la sostenibilità dei laboratori. Da essa emergono anche conclusioni più generali, relative alla politica regionale per rafforzare l offerta di ricerca, perseguita con forza, seppur con modalità diverse, a partire dal Il benchmarking aiuta, in altri termini, a stilare un bilancio dei principali obiettivi strategici di una politica che va avanti da oltre dieci anni ed è giunta ormai ad un crocevia importante, dovendosi confrontare con il nuovo periodo di programmazione, alle porte, e con una crisi economica epocale che ha mutato gli equilibri competitivi globali. I principali obiettivi strategici perseguiti con il sostegno alla Rete nell attuale configurazione sono: rendere più autonomi i laboratori dalle università e autosufficienti dal punto di vista finanziario e organizzativo e degli spazi dedicati; rafforzarne il rapporto con imprese e mercato per orientare e adattare i contenuti della 6

7 ricerca; stimolare l associazione e la collaborazione operativa dei laboratori per fare rete e quindi massa critica; formare giovani ricercatori e rafforzare il tessuto produttivo regionale con risorse umane di alto profilo e una professionalità adatta alla cooperazione università-impresa. Le analisi svolte consentono di fornire una risposta rispetto al grado di raggiungimento di questi obiettivi e contestualmente di dare indicazioni sugli ostacoli da superare e sulle soluzioni da porre in essere con la nuova programmazione. Struttura del rapporto Il presente rapporto è organizzato in 5 sezioni. Le prime 4 sono relative alle analisi di benchmarking effettuate per ciascuna piattaforma e includono dunque: la ricostruzione degli scenari tecnologici europei, l analisi del posizionamento dei laboratori rispetto a questi scenari e al best performer europeo, il confronto con la domanda di tecnologia complessiva espressa dalle imprese e l analisi di posizionamento basata sulla performance attuale e sul potenziale di crescita. Infine, l ultima sezione del testo include le conclusioni e le raccomandazioni finali, con particolare riguardo alla governance e al futuro della Rete. 7

8 1 SEZIONE 1: Technology Assessment della Piattaforma Agroalimentare 1.1 Introduzione Il comparto agroalimentare in Emilia-Romagna La filiera agroalimentare rappresenta un eccellenza tipica del panorama economico regionale. La forza del settore risiede nella qualità e diversità delle colture e dei prodotti, nonché nella capacità di combinare competenze scientifiche con l innovazione manifatturiera, in particolare legata alla meccanica (e.g. macchine, confezionamento). A conferma dell importanza della regione nel panorama internazionale, si ricorda che la European Food Safety Authority (EFSA) ha sede a Parma. Il comparto agroindustriale regionale è attivo sia nei prodotti di origine animale che nella frutta e verdura. A valle delle attività di allevamento e coltivazione, vi è un avanzata industria di lavorazione, trasformazione, conservazione e confezionamento degli alimenti. Tra le produzioni agroindustriali regionali molte sono relative a prodotti DOP e IGP (32 produzioni certificate) a cui sono legati marchi di grande fama internazionale. All industria di lavorazione si aggiunge un industria leader nelle macchine agricole e relativi servizi di riparazione e adattamento. Basti ricordare che la quota regionale delle esportazioni di macchine agricole rappresenta quasi un terzo delle esportazioni nazionali del comparto. Infine vi è uno strato della filiera composto da operatori che forniscono servizi legati al commercio, all affitto di macchinari etc. I dati del 6 Censimento Generale dell Agricoltura (2010) rilevano nell ultimo decennio una diminuzione del numero delle aziende agricole regionali (-31,5%). Il calo del numero di aziende si accompagna, tuttavia, per tutti i tipi di coltivazione, ad un aumento sostanziale del valore medio aziendale di superficie agricola utilizzata (+37,4%). Discorso analogo per il settore zootecnico, dove diminuisce il numero di allevamenti e cresce sensibilmente il numero medio di capi per azienda per tutte le principali specie di bestiame. Il calo del numero di aziende, parzialmente compensato dall aumento della loro dimensione media, ha effetti importanti sull occupazione del settore agricolo, con una diminuzione, rispetto al 2000, di addetti (-19,7%) e di giornate lavoro (-26,4%). I dati sull occupazione confermano inoltre una domanda delle imprese concentrata su operatori stagionali, nonostante importanti segnali di un crescente livello di formazione richiesto ai nuovi lavoratori. L industria alimentare regionale rappresenta circa il 9% dell aggregato nazionale. Alla fine del 2010, le imprese attive nell agricoltura e silvicoltura erano più di ; ad esse si aggiungono le imprese alimentari pari a circa 8 mila (il 10% delle manifatture regionali ), con una forte prevalenza di aziende di piccole e medie dimensioni. Buona parte di queste ultime ha sede in Emilia: a Parma si trova il 22,7% del totale regionale, tra cui aziende di livello internazionale come la Barilla e la Parmalat. Altre provincie con un 8

9 forte numero di imprese alimentari sono Modena, Reggio Emilia e Bologna. Alcuni comparti industriali emiliano-romagnoli risultano più industrializzati nel territorio regionale che a livello nazionale: è il caso del comparto dello zucchero e delle acque minerali e bibite. Nel 2011, nonostante la crisi, il settore registra un ulteriore aumento della produzione lorda vendibile (+3%). Assieme ai redditi delle aziende agricole (che restano comunque inferiori ad altri settori) cresce il credito agrario e i dati sull occupazione mostrano un forte aumento, di oltre otto punti percentuali, del lavoro dipendente. Tra i settori che hanno sperimentato una maggiore crescita quello zootecnico e quello delle produzioni vegetali, mentre restano in diminuzione le imprese del settore lattiero-caseario e mangimistico. La fase congiunturale legata alla crisi finanziaria sembra quindi lasciare il posto a una moderata ripresa; situazione particolarmente rilevante se confrontata nello stesso periodo con l andamento del sistema produttivo italiano e la volatilità dei prezzi agricoli mondiali. Per quanto riguarda le esportazioni di prodotti agricoli, animali e della caccia, queste hanno mostrato una tendenza positiva nel 2011 seppur inferiore a quella del complesso delle esportazioni regionali. La gran parte dell export (90%) è indirizzato verso l Europa e in particolare la Germania, principale paese di destinazione che assorbe circa 1/3 del totale. Il futuro delle imprese regionali del settore agroalimentare sembra quindi dipendere dalle capacità di rispondere in maniera efficace alla competizione internazionale e alle richieste dei consumatori. A tal fine hanno un ruolo importante le iniziative per la promozione dell innovazione di processo e di prodotto, il miglioramento dei servizi e il coordinamento della promozione sui mercati; così come nuove modalità con cui conciliare innovazione e tradizione, in un periodo in cui i consumatori mostrano spesso preferenze contrastanti e sono sempre più attenti sia alla qualità e alla sicurezza del prodotto che ai servizi collegati, in termini di praticità di utilizzo, conservazione, tipicità e sostenibilità. Struttura del rapporto Il presente rapporto è strutturato in 4 sezioni oltre questa introduzione. La sezione 1 è il primo passo del benchmarking e presenta un analisi della coerenza delle attività dei laboratori della Rete con lo scenario tecnologico europeo ricostruito sulla base dei dati del 7 Programma Quadro della Ricerca. La sezione contiene inoltre un confronto con un Best Performer europeo della ricerca agroalimentare, la Wageningen University and Research Centre, finalizzato a mettere in evidenza l allineamento delle strategie dei laboratori rispetto ai trend considerati più promettenti dal Best Performer. La sezione 2 esamina la rispondenza dei laboratori alle caratteristiche della domanda locale estrapolate dai progetti di ricerca finanziati dalla Regione a partire dal

10 Il capitolo 3 focalizza su altri aspetti utili al benchmarking: capacità di stabilire relazioni di ricerca e sviluppare rapporti con le imprese in un ottica di sostenibilità. Infine la sezione 4 fornisce una sintesi dei confronti effettuati, indicando un rating conclusivo rispetto allo scenario europeo, alla domanda e alla sostenibilità organizzativa. 1.2 Coerenza con lo scenario tecnologico europeo e foresight QUADRO SINTETICO DELLE AREE DI RICERCA PRIORITARIE E DEGLI AMBITI TECNOLOGICI CHIAVE Una tassonomia delle aree prioritarie e degli ambiti tecnologici chiave è stata messa a punto 1 sulla base dell analisi dettagliata dei progetti del 7 Programma Quadro europeo per la Ricerca e lo Sviluppo Tecnologico e di una ricognizione preliminare delle roadmap definite nell ambito delle Piattaforme Tecnologiche Europee. Le 7 aree prioritarie della ricerca agroalimentare e i 26 ambiti tecnologici individuati sono elencate nella tabella e sinteticamente discussi nei paragrafi che seguono. La griglia è alla base dell analisi della performance dei campioni europei della ricerca (Best Performer) e dell esercizio di benchmarking. 1 Per maggiori dettagli vedere Relazione annuale

11 Tabella 1 - Aree di ricerca e ambiti tecnologici: agroalimentare AREE PRIORITARIE SUSTAINABLE PRODUCTION OF FOOD CROPS AND LIVESTOCK AMBITI TECNOLOGICI CHIAVE Biology, genetic and genomic tools to improve breeding efficiency and resistance of crops to abiotic and biotic stress Developing new vaccines and designing rapid and reliable systems to detect and screen animal diseases, including zoonosis QUOTA RISORSE FP7 Diagnostic tools and eradication and control methods for plant pests and pathogens 3.3 Innovative tools and systems to reduce energy, water, fertilisers and pesticide consumption (Precision Farming technologies, Smart Irrigation Systems, Best Management Practices, Mixed Farming Systems -MFS, etc.) New genomic approaches and innovative breeding concepts for improved livestock products Research on animal welfare (including methodologies for sustainable fisheries management) Sustainable aquaculture and improvement of breeding and feeding efficiency 4.6 Sub-total 35.7 Automation and smart control (on-line and off-line) of industrial processing and storage DESIGN AND CONTROL OF INNOVATIVE FOOD INDUSTRIAL PROCESSES Biotechnology and microorganisms for industrial application 6.4 Cellular, metabolic and genetic engineering for novel compounds 3.8 Improved processing technologies for high food quality and safety 6.5 HEALTH AND FUNCTIONAL CLAIMS SUSTAINABLE FOOD PRODUCTION FOOD QUALITY AND HEALTH INNOVATIVE FOOD PACKAGING OTHER RESEARCH TOPICS Sub-total 18.4 Development of functional foods and ingredients 2.4 Specific diet-health relationships and healthy characteristics of foods or individual compounds Tailor made foods for responding to specific PAN (Preference, Acceptance, Needs) of consumer groups Sub-total 13.9 Environmental impact assessment methodologies of products and processes 0.9 Novel biotechnological approaches for transforming agro-industrial bio waste and subproducts into bio products with high value-added Novel crops for energy production Sub-total 10.6 Efficient, sensitive, robust, rapid and inexpensive new methodologies and techniques to control quality and safety of feeds and food Innovative systems for the food traceability 1.8 Rapid assessment tools and predictive models to assess product shelf life, quality and safety as well as the potential acceptance level of consumers Sub-total 7.6 Advanced and flexible technologies for active, intelligent and sustainable food packaging 0.9 Materials and technologies for biodegradable food packaging 1.2 Surface films with antimicrobial and antifungal properties 0.5 Sub-total 2.5 Dissemination, communication and technology transfer of research results 1.7 Impact analysis and studies (on policy actions, normative aspects, food market trends, consumer behaviour, social, economic and environmental aspects, etc.) Research networking and cooperation (including international cooperation) Sub-total

12 A. Produzione sostenibile materie prime (colture e allevamenti) Il principale obiettivo è aumentare la produzione di materie prime per rispondere alla crescita demografica, già in atto e a ritmi elevati almeno fino al 2050, e alla progressiva riduzione di superfici coltivabili. Questo obiettivo non può naturalmente prescindere dall esigenza di garantire la sostenibilità delle produzioni (che devono essere efficienti dal punto di vista energetico e ambientale, per ridurre gli impatti sull ecosistema e le emissioni di CO 2 ) e dalla necessità di ridurre il rischio di malattie associato al consumo alimentare, contribuendo alla definizione di prodotti alimentari di elevata sicurezza e qualità nutrizionale. La linea di ricerca produzione sostenibile materie prime è quella che ha mobilitato il maggior ammontare di risorse finanziarie (circa 538 milioni di Euro, 36% del totale) nell ambito dei progetti dell agroalimentare finanziati dal FP7. Il 33% del totale dei progetti agroalimentari è riconducibile a quest area scientificotecnologica. La quota maggiore di risorse è relativa alle ricerche per il miglioramento dell efficienza e della resistenza delle colture agli stress biotici e abiotici (8,6% del totale agroalimentare, circa 130 milioni di Euro) attraverso l utilizzo delle biotecnologie e nuovi approcci di genomica. In particolare, molte ricerche hanno per oggetto il miglioramento genetico delle piante al fine di aumentare le rese di produzione, di ottenere un maggior controllo degli infestanti, di produrre varietà bio-fortificate e/o tolleranti la presenza/carenza di specifici elementi e maggiormente resistenti alle malattie. Altre tecnologie chiave sono: quelle relative allo sviluppo di nuovi vaccini e di sistemi per la diagnosi rapida di malattie degli allevamenti e i metodi innovativi per la riduzione dei consumi energetici, di fertilizzanti e pesticidi etc. B. Progettazione e controllo nuovi processi industriali Lo sviluppo di un prodotto alimentare necessita di un attento controllo delle varie fasi di preparazione e stabilizzazione e dell adozione di condizioni di trasformazione tali da limitare al minimo i processi (chimicofisici, enzimatici e microbiologici) che possano causare lo scadimento qualitativo e sensoriale del prodotto stesso. Un ambito su cui si concentrano gli sforzi innovativi è l ottimizzazione dei prodotti alimentari attraverso lo sviluppo e l applicazione di tecnologie innovative capaci di preservare e/o migliorare il contenuto nutrizionale e la biodisponibilità dei nutrienti presenti nelle materie prime, di ridurre al minimo la presenza di composti indesiderati e di migliorare aspetti fondamentali dei prodotti finali (quali freschezza, struttura e stabilità). 12

13 Questa linea di ricerca raccoglie un ammontare molto cospicuo di risorse nell ambito del FP7: circa 300 milioni di Euro, equivalenti al 18% del totale delle risorse relative all agro-alimentare. Il 19% dei progetti finanziati è riconducibile a questa priorità. Più di un terzo delle risorse, equivalenti al 6.5% delle risorse FP7 totali per l agroalimentare (circa 100 milioni di Euro), è dedicato allo sviluppo di tecnologie innovative di trasformazione e lavorazione degli alimenti al fine di accrescerne qualità e sicurezza; in particolare lo sviluppo di tecnologie "non convenzionali" di stabilizzazione atte a garantire nei cibi l'assenza di microrganismi patogeni e l'inibizione degli enzimi che causano la deperibilità dei prodotti alimentari. Si tratta di: biotecnologie e micro-organismi per l applicazione industriale; ingegneria cellulare, metabolica e genetica per nuovi composti; tecnologie per la lavorazione avanzata dei cibi orientata all alta qualità e sicurezza. Il campo tecnologico relativo all automazione e controllo intelligente (Smart control on-line and off-line) dei processi industriali è meno importante nel FP7. C. Produzione alimenti con funzionalità nutrizionali e salutistiche Per rispondere all evoluzione della domanda che si caratterizza per una crescente attenzione al rapporto dieta-salute e per un aumentata sensibilità del consumatore per la salubrità dei cibi, le sfide principali della scienza nutrizionale sono oggi legate alla diffusione di una alimentazione funzionale. Negli anni recenti, si è assistito a un esteso processo di adeguamento produttivo e commerciale delle imprese del settore, il cui risultato è stata l immissione sui mercati di una vasta gamma di prodotti riportanti in etichetta indicazioni nutrizionali e salutistiche (health and functional claims) e di nuovi alimenti in grado di affiancare alle naturali caratteristiche nutrizionali e di salubrità la capacità di intervenire su parametri fisiologici importanti per l organismo. Questa priorità ha raccolto oltre 210 milioni di Euro nell ambito FP7, il 14% del totale delle risorse riconducibili all agroalimentare. Il 10% circa dei progetti di ricerca ha riguardato lo sviluppo di alimenti funzionali. Oltre la metà delle risorse dei progetti FP7 riconducibili a questa priorità (circa 125 milioni di Euro), equivalenti all 8.3% del totale agroalimentare, è impiegata con l obiettivo di analizzare le relazioni tra la salute e l assunzione di specifici alimenti o composti. Queste ricerche rispondono anche alla crescente domanda di alimenti tailor made sulla base di specifici profili del consumatore, articolati nell intero arco di vita e finalizzati a un invecchiamento in salute. 13

14 D. Produzioni alimentari sostenibili Uno dei principali trend del comparto agroalimentare, anche nell ottica del consumo, è relativo alla sostenibilità ambientale delle produzioni alimentari, in risposta alla crescente attenzione posta a livello globale sui fenomeni che contribuiscono al deterioramento degli ecosistemi come emissioni di gas serra ed effetti climatici, nonché alla ormai matura consapevolezza della stretta interrelazione tra questi fenomeni e attività antropiche. Molte attività di ricerca di imprese e istituzioni pubbliche hanno come obiettivo l identificazione e sviluppo di metodologie e tecnologie innovative per la riduzione dei consumi industriali di energia, il minor sfruttamento di risorse naturali, la minore produzione e il recupero di rifiuti come materia prima seconda o risorsa energetica. Tale linea di ricerca ha raccolto circa l 11% delle risorse FP7 nel settore agroalimentare. L 8% dei progetti finanziati è riconducibile a questa priorità. I campi tecnologici più importanti sono quelli legati ai nuovi approcci biotech per la trasformazione dei rifiuti e sotto-prodotti industriali in bio-prodotti a elevato valore aggiunto (7.5% delle risorse totali). Le tecnologie alla base di nuove colture per la produzione di energia, i metodi di impact assessment applicati ai prodotti e processi etc. sono riconducibili a questa area e hanno un peso minore nel FP7. E. Qualità e sicurezza degli alimenti L evoluzione del comparto nei prossimi anni renderà sempre più pressante il controllo accurato delle caratteristiche di qualità e della composizione (caratterizzazione) di materie prime, prodotti intermedi e finiti, lungo l intero ciclo di vita degli alimenti. L attenzione di centri di ricerca, laboratori e imprese è posta sullo sviluppo di nuove strumentazioni e metodologie per il monitoraggio on-line degli alimenti, opportunamente integrate con sistemi capaci di elaborare in tempo reale i parametri di prodotto e di processo, correlando tra loro le informazioni ottenute lungo tutta la filiera. Altri aspetti centrali sono le tecniche innovative (nuove o migliorate) per la determinazione e il monitoraggio dei parametri di interesse, basate quanto più su metodologie di analisi non distruttive, capaci di effettuare misurazioni veloci e, allo stesso tempo, accurate. Le tecniche on-line di monitoraggio e controllo di prodotto/processo tenderanno a diffondersi ampiamente nella prossima decade, seguendo un trend crescente già iniziato negli ultimi anni nell ambito dell industria del settore agroalimentare dei paesi più avanzati. La priorità di ricerca raccoglie circa l 8% delle risorse FP7 relative all agroalimentare e il 7% del numero totale di progetti. I campi tecnologici più rilevanti sono riconducibili alla messa a punto di nuovi metodi sensibili, robusti ed economici per il controllo della qualità e della sicurezza dei cibi e dei mangimi (4.1% delle risorse totali). Altri ambiti, pur importanti ma che hanno raccolto meno risorse in seno al FP7 sono: i 14

15 sistemi innovativi per la tracciabilità e i modelli predittivi per misurare la durata dei prodotti (shelf life), la loro qualità, sicurezza e il potenziale livello di accettazione dei consumatori. F. Confezionamento innovativo Il packaging alimentare è un settore che ha raggiunto nel corso degli anni piena rilevanza nelle tecnologie alimentari e che nell immediato e nel futuro dovrà rispondere adeguatamente alle sempre maggiori richieste di sostenibilità (economica e ambientale) e di polifunzionalità. La crescente domanda di prodotti di qualità e la maggiore richiesta da parte del consumatore di informazioni sullo stato di conservazione degli alimenti, contestualmente a una sempre più stringente normativa in termini di protezione ambientale, hanno spinto la ricerca di soluzioni innovative nei processi di condizionamento e confezionamento dei prodotti. Oggi gli investimenti in quest area costituiscono una delle principali direttrici di sviluppo dell intero comparto. La sfida principale è quindi proporre soluzioni di confezionamento capaci di combinare caratteristiche visive e accattivanti per il consumatore, con innovative caratteristiche compositive e funzionali atte a preservare la qualità e la sicurezza del prodotto confezionato, anche attraverso il miglioramento delle proprietà funzionali degli imballi stessi. Questa priorità raccoglie una quota residua di risorse nell ambito FP7: 2,5%. L ambito tecnologico più importante è quello dei materiali per il confezionamento biodegradabile dei cibi. G. Altre priorità In quest area che pesa oltre l 11% sul totale delle risorse FP7 relative all agroalimentare sono stati classificati i progetti finalizzati al supporto e coordinamento. In particolare, le iniziative di cooperazione internazionale, di comunicazione, disseminazione e trasferimento dei risultati delle ricerche europee. Sono inoltre state considerate le analisi e gli studi condotti a livello europeo: analisi di impatto sulle iniziative e sulle normative di settore, e analisi degli scenari evolutivi e dei trend di mercato e di consumo POSIZIONAMENTO TECNOLOGICO DEI LABORATORI REGIONALI BIOGEST-SITEIA Il Centro di Ricerca Interdipartimentale per il Miglioramento e la Valorizzazione delle Risorse Biologiche Agro-Alimentari dell Università di Modena e Reggio svolge attività di ricerca, innovazione e trasferimento tecnologico nel settore agroalimentare, con particolare attenzione alle applicazioni biotecnologiche in ambito industriale. BIOGEST si occupa principalmente di marcatori molecolari per la caratterizzazione delle materie prime, biotecnologie non transgeniche, strumenti biotecnologici per il monitoraggio e tracciabilità, 15

16 genetica di risorse biologiche, starter funzionali per prodotto/processo e nuovi materiali per il packaging. Il laboratorio sviluppa metodi analitici non distruttivi per la valutazione della qualità degli alimenti, dei processi produttivi e delle materie prime, packaging attivi, tecnologie microbiche e biochimiche per il miglioramento della conservabilità degli alimenti; realizza e gestisce programmi di miglioramento assistito per l industria delle sementi e svolge attività di ricerca per l individuazione di molecole vegetali con funzione nutrizionale e salutistica e per l identificazione di composti bioattivi per la difesa delle materie prime e delle derrate alimentari. Inoltre BIOGEST-SITEIA sviluppa e gestisce una banca del germoplasma di specie cerealicole e svolge attività di data integration per il database Cerealab. Rispetto alla classificazione delle aree prioritarie e relativi ambiti tecnologici introdotti nel precedente paragrafo, BIOGEST opera principalmente nelle seguenti: Produzione Sostenibile Materie Prime (Colture e Allevamenti) o Strumenti biologici e genomici per il miglioramento l efficienza degli allevamenti e la resistenza delle colture agli stress biotici e abiotici; o Sviluppo di nuovi vaccini e sistemi rapidi e affidabili per individuare e proteggere dalle malattie animali, incluse zoonosi; o Strumenti diagnostici e metodi di controllo e sradicamento di agenti patogeni e parassiti delle piante; o Nuovi approcci genomici e approcci innovativi per la produzione di allevamenti migliorati. Progettazione e Controllo Nuovi Processi Industriali o Automazione e controlli intelligenti (on-line/off-line smart control) delle lavorazioni industriali e stoccaggio; o Biotecnologie e microrganismi per l applicazione industriale. Produzione Alimenti con Funzionalità Nutrizionali e Salutistiche o Sviluppo di alimenti ed ingredienti funzionali; o Specifiche relazioni dieta-salute e caratteristiche salutari dei cibi o di singoli composti; o Cibi su misura concepiti per rispondere a specifici gruppi di consumatori (PAN - Preference, Acceptance, Needs). CIM Il Centro Interdipartimentale Misure è attivo dal 1975 come fornitore di servizi qualificati alla ricerca e all industria; la sua attività si collega con le attività didattiche dei dipartimenti di Chimica, Fisica e Biologia 16

17 dell Università di Parma. Il laboratorio si occupa di tecniche strumentali avanzate operando congiuntamente su due piattaforme tematiche: Agroalimentare e Scienze della Vita. Nel primo settore, il CIM sviluppa metodologie di analisi per alimenti tramite risonanza magnetica nucleare, analisi delle immagini e analisi statistica dei dati. Più precisamente il laboratorio svolge studi sulle seguenti tematiche: qualità e sicurezza degli alimenti trasformati, ottimizzazione e innovazione di processo/prodotto, tracciabilità geografica e valutazione di sofisticazioni, identificazione e caratterizzazione di entità chimiche di interesse biologico/farmacologico, analisi della presenza e quantificazione di sostanze desiderate e indesiderate, qualità e sicurezza di food and feed, analisi di superficie dei sistemi alimentari e studi di superficie di sistemi per il packaging. Il centro offre alle imprese sia servizi scientifici (prove e misurazioni) che servizi tecnici (training per l utilizzo di nuove attrezzature). Il laboratorio svolge quindi attività di promozione e di gestione di servizi e strumentazioni complesse utilizzate da più strutture di ricerca, e promuove la cooperazione tra diverse Università e tra queste e le imprese. Rispetto alla classificazione delle aree prioritarie e relativi ambiti tecnologici introdotti nel precedente paragrafo, CIM opera nelle seguenti: Qualità e Sicurezza degli Alimenti o Nuove metodologie e tecniche efficienti, sensibili, robuste, rapide ed economiche per il controllo della qualità e sicurezza di mangimi e cibi; o Sistemi innovativi per la tracciabilità dei cibi. Altre Priorità o Attività di disseminazione, comunicazione e trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca. CIPACK Il Centro Interdipartimentale per il Packaging nasce nel 2009 all interno dell Università di Parma con l obiettivo di promuovere e coordinare attività di ricerca di base e applicata sul packaging e l imbottigliamento, di particolare interesse per i settori agroalimentare e farmaceutico, anche al fine di migliorare la competitività delle aziende, favorire il trasferimento tecnologico e lo sviluppo di nuovi progetti. Il CIPACK opera nei seguenti campi: trattamenti superficiali per film in materiale plastico a maggiori prestazioni e minore permeabilità a gas e luce; analisi delle dinamiche di interazione contenitore/alimento; Active and Intelligent Packaging; analisi microbiologiche, sensoriali e di shelf life; valutazione del rischio di sviluppo di microorganismi patogeni; miglioramento impiantistico di sistemi per il packaging e sviluppo di nuovi sistemi di sterilizzazione. Un area di forte interesse riguarda il packaging sostenibile, dove il laboratorio svolge analisi di impatto ambientale degli imballaggi e sviluppa nuovi materiali e tecniche di trattamento per imballaggi e film bio ed ecocompatibili. 17

18 Rispetto alla classificazione delle aree prioritarie e relativi ambiti tecnologici introdotti nel precedente paragrafo, CIPACK opera nelle seguenti: Progettazione e Controllo Nuovi Processi Industriali o Automazione e controlli intelligenti (on-line/off-line smart control) delle lavorazioni industriali e stoccaggio. Produzioni Alimentari Sostenibili o Metodologie di impatto ambientale di prodotti e processi. Qualità e Sicurezza degli Alimenti o Strumenti di valutazione rapida e modelli predittivi per stimare durata, qualità, sicurezza e livello potenziale di accettazione del consumatore. Confezionamento Innovativo o Tecnologie avanzate e flessibili per il confezionamento attivo, intelligente e sostenibile; o Materiali e tecnologie per il confezionamento biodegradabile; o Strati/pellicole superficiali con proprietà anti-microbiche e fungifughe. Altre Priorità o Attività di disseminazione, comunicazione e trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca; o Analisi di impatto e studi (iniziative di policy, aspetti normativi, trend sui mercati agro-alimentari, comportamento del consumatore, aspetti socio-economici e ambientali etc.). CIRI Agroalimentare Il Centro Interdipartimentale di Ricerca Agroalimentare dell Università di Bologna collabora prevalentemente con imprese alimentari operanti in diversi campi (prodotti di IV gamma e V gamma, lattiero-caseario, pane e prodotti da forno, prodotti vegetali fermentati e conservati, carni, conserve, settore enologico, settore ittico, settore degli alimenti probiotici e simbiotici, uova e derivati, bevande analcoliche e a bassa gradazione, gelati e surgelati), ma anche con imprese del settore farmaceutico, mangimistico e dei fertilizzanti. Le ricerche del CIRI riguardano prevalentemente tecniche e materiali per il confezionamento, alimenti funzionali e nutraceutici, soluzioni per il miglioramento della durata (shelflife), tecniche per il controllo della qualità, la tracciabilità, la sicurezza e la verifica delle proprietà degli alimenti, ottimizzazione dei processi di trasformazione industriale. Il laboratorio svolge inoltre analisi funzionali e di validazione dei functional and health claims e degli aspetti nutraceutici, e studi sulle tendenze dei consumi alimentari con riferimento ai contenuti salutistici. Altre aree di interesse riguardano 18

19 le tecniche fermentative, il trattamento di composti biologicamente attivi e di neoformazione, la valutazione degli effetti sulla qualità degli alimenti e sul metabolismo legati all utilizzo di ceppi geneticamente selezionati. Il laboratorio lavora infine alla costituzione di una collezione unificata di ceppi di lieviti, batteri e funghi. Rispetto alla classificazione delle aree prioritarie e relativi ambiti tecnologici introdotti nel precedente paragrafo, CIRI opera nelle seguenti: Progettazione e Controllo Nuovi Processi Industriali o Automazione e controlli intelligenti (on-line/off-line smart control) delle lavorazioni industriali e stoccaggio; o Biotecnologie e microrganismi per l applicazione industriale; o Ingegneria cellulare, metabolica e genetica per composti innovativi; o Tecnologie migliorate per la lavorazione di cibi di alta qualità e sicurezza. Produzione Alimenti con Funzionalità Nutrizionali e Salutistiche o Sviluppo alimenti e ingredienti funzionali; o Specifiche relazioni dieta-salute e caratteristiche salutari dei cibi o di singoli composti; o Cibi su misura concepiti per rispondere a specifici gruppi di consumatori (PAN - Preference, Acceptance, Needs). Produzioni Alimentari Sostenibili o Nuovi approcci biotecnologici per trasformare rifiuti biologici e sotto-prodotti di origine agroindustriale in prodotti bio ad elevato valore aggiunto. Qualità e Sicurezza degli Alimenti o Nuove metodologie e tecniche efficienti, sensibili, robuste, rapide ed economiche per il controllo della qualità e sicurezza di mangimi e cibi; o Sistemi innovativi per la tracciabilità dei cibi; o Strumenti di valutazione rapida e modelli predittivi per stimare durata, qualità, sicurezza e livello potenziale di accettazione del consumatore. Altre Priorità o Attività di disseminazione, comunicazione e trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca. 19

20 CRPA-Lab Il Centro Ricerche Produzioni Animali di Reggio Emilia opera congiuntamente sulle piattaforme Agroalimentare e Ambiente e Energia. Realizza analisi per la caratterizzazione di materie prime, semilavorati e prodotti alimentari, per l ottimizzazione dei processi industriali e la valorizzazione degli scarti agroalimentari. Nel settore agroalimentare le attività del CRPA sono volte prevalentemente alle imprese operanti nei settori della lavorazione e trasformazione delle carni, del latte e di prodotti di origine vegetale. Le principali attività di ricerca industriale riguardano la valorizzazione dei prodotti, soprattutto tipici e a denominazione d origine, l innovazione di prodotto e di processo, il controllo della qualità igienico-sanitaria e compositiva delle materie prime, la realizzazione di sistemi di valutazione e monitoraggio in linea e onfarm, le analisi sensoriali e i sistemi di tracciabilità di filiera. La trasversalità delle attività del laboratorio con la piattaforma Ambiente/Energia si rispecchia nell obiettivo di sostegno alle imprese per la valorizzazione a fini energetici degli scarti agroindustriali. In quest area il CRPA realizza studi e ricerche per la caratterizzazione dei prodotti di scarto e la messa a punto di soluzioni per la fermentazione ottimale (biogas da scarti agroindustriali). Rispetto alla classificazione delle aree prioritarie e relativi ambiti tecnologici introdotti nel precedente paragrafo, CRPA opera nelle seguenti: Progettazione e Controllo Nuovi Processi Industriali o Automazione e controlli intelligenti (on-line/off-line smart control) delle lavorazioni industriali e stoccaggio; o Tecnologie migliorate per la lavorazione di cibi di alta qualità e sicurezza. Produzioni Alimentari Sostenibili o Nuovi approcci biotecnologici per trasformare rifiuti biologici e sotto-prodotti di origine agroindustriale in bio-prodotti ad elevato valore aggiunto; o Nuove colture per la produzione industriale. Qualità e Sicurezza degli Alimenti o Sistemi innovativi per la tracciabilità dei cibi. Altre Priorità o Attività di disseminazione, comunicazione e trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca. 20

21 SITEIA Parma Il laboratorio di Parma Sicurezza Tecnologie Innovazione Agroalimentare realizza attività di ricerca industriale e di trasferimento tecnologico nei settori agroalimentare e meccano-alimentare. Le principali tematiche di ricerca riguardano le aree: qualità e sicurezza di materie prime e prodotti finiti, processi, macchine e impianti industriali; aspetti salutistici, alimenti funzionali e rapporto alimentazione-salute, anche in un ottica di valorizzazione dei prodotti tipici. Con maggiore dettaglio, le attività di SITEIA-PARMA si focalizzano sull identificazione di nuovi metodi analitici microbiologici, chimici e fisici per la valutazione delle caratteristiche di sicurezza, qualità, autenticità e funzionalità di materie prime e prodotti alimentari; sullo sviluppo di metodologie innovative per la validazione scientifica degli aspetti salutistici e nutrizionali di alimenti funzionali; sulla definizione di metodi innovativi per l ottimizzazione e l innovazione di macchine e impianti industriali, anche ai fini della loro sicurezza igienica; sulla ricerca di nuovi metodi di simulazione e progettazione avanzata, anche attraverso l utilizzo di materiali innovativi, di prova e di diagnostica, di manutenzione predittiva e gestione logistica. Rispetto alla classificazione delle aree prioritarie e relativi ambiti tecnologici introdotti nel precedente paragrafo, SITEIA Parma opera nelle seguenti: Produzione Sostenibile Materie Prime (Colture e Allevamenti) o Strumenti biologici e genomici per il miglioramento l efficienza degli allevamenti e la resistenza delle colture agli stress biotici e abiotici; o Sviluppo di nuovi vaccini e sistemi rapidi e affidabili per individuare e proteggere dalle malattie animali, incluse zoonosi; o Strumenti diagnostici e metodi di controllo e sradicamento di agenti patogeni e parassiti delle piante; o Nuovi approcci genomici e approcci innovativi per la produzione di allevamenti migliorati. Progettazione e Controllo Nuovi Processi Industriali o Automazione e controlli intelligenti (on-line/off-line smart control) delle lavorazioni industriali e stoccaggio; o Biotecnologie e microrganismi per l applicazione industriale; o Ingegneria cellulare, metabolica e genetica per composti innovativi; o Tecnologie migliorate per la lavorazione di cibi di alta qualità e sicurezza. Produzione Alimenti con Funzionalità Nutrizionali e Salutistiche o Sviluppo alimenti e ingredienti funzionali; 21

22 o Specifiche relazioni dieta-salute e caratteristiche salutari dei cibi o di singoli composti; o Cibi su misura concepiti per rispondere a specifici gruppi di consumatori (PAN - Preference, Acceptance, Needs). Produzioni Alimentari Sostenibili o Nuovi approcci biotecnologici per trasformare rifiuti biologici e sotto-prodotti di origine agroindustriale in prodotti bio ad elevato valore aggiunto. Qualità e Sicurezza degli Alimenti o Nuove metodologie e tecniche efficienti, sensibili, robuste, rapide ed economiche per il controllo della qualità e sicurezza di mangimi e cibi; o Sistemi innovativi per la tracciabilità dei cibi. o Strumenti di valutazione rapida e modelli predittivi per stimare durata, qualità, sicurezza e livello potenziale di accettazione del consumatore. Altre Priorità o Attività di disseminazione, comunicazione e trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca BEST PERFORMER IN EUROPA Quadro di riferimento fornito dai progetti del FP7. Per l analisi del settore sono stati considerati i progetti dei programmi Cooperation-KBBE (Knowledge- Based Bio-Economy) e Capacities-SME (dati estratti a Luglio 2012). Il totale delle risorse dedicate alle tematiche agroalimentari nell ambito del 7 Programma Quadro è di circa 1,5 miliardi di Euro per 430 progetti, a cui hanno preso parte oltre organizzazioni (per un totale di partecipazioni). Le partecipazioni si distribuiscono in maniera pressoché equivalente tra imprese (circa il 32%), università (33%) e altri soggetti (35%) quali istituti di ricerca pubblici e privati, enti no-profit, fondazioni, associazioni etc. Tra i paesi partecipanti, le quote maggiori di risorse sono relative alla Gran Bretagna (circa il 17% del totale), alla Francia (16%) e alla Germania (11%); seguono Olanda e Spagna (intorno al 10%) e Italia (7,5%). Agli stessi Paesi corrispondono anche le quote maggiori di progetti. Vi sono tuttavia eccezioni, come la Spagna, dove la quota di progetti risulta sensibilmente maggiore al relativo peso delle risorse. Questo dato trova spiegazione nell elevato numero di progetti presentati sul programma Capacities-SME (più del 30% 22

23 del relativo totale), mediamente di entità finanziaria minore rispetto alle iniziative del programma Cooperation. Ciò denota un ampia partecipazione alle iniziative comunitarie delle piccole e medie imprese spagnole. La Spagna è la nazione europea con il più elevato numero di imprese partecipanti. Nel sotto-programma specifico Cooperation-KBBE (poco meno di 1,3 miliardi di Euro), un terzo delle risorse totali fa riferimento a Gran Bretagna (17%) e Francia (16%). Questo sta ad indicare un elevata capacità dei soggetti pubblici e privati di questi paesi di giocare un ruolo attivo all interno delle reti di ricerca europee. Le eccellenze della ricerca agroalimentare in Europa La tavola che segue riporta la Top 10 dei campioni europei della ricerca (Best Performer) ossia le prime 10 organizzazioni europee per numero di partecipazioni al FP7 nel campo agroalimentare. Tabella 2 - Top 10 nella ricerca agroalimentare europea BEST PERFORMER N. PARTECIP. % N. PROG. % RISORSE (M ) 1 WUR (DLO & Wageningen University) % % % 2 3 Institut National de la Recherche Agronomique The Secretary of State for Environment, Food and Rural Affairs % % % % % % % 4 Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas % 4 4.8% % 5 Universiteit Gent % % % 6 Alma Mater Studiorum - Università di Bologna % 6 7.1% % 7 Københavns Universitet % 2 2.4% % 8 CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique % 2 2.4% % 9 CNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche % 1 1.2% % 10 Aarhus Universitet % 3 3.6% % TOTALE % % % Fonte: elaborazione Ismeri Europa su dati CORDIS DG Research Al primo posto si colloca il WUR Wageningen University and Research Centre che include la fondazione DLO Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek e l Università di Wageningen. Complessivamente al WUR può essere attribuita la partecipazione ad oltre 150 iniziative, più di un terzo del totale dei progetti considerati. Alla luce della posizione indiscussa di assoluta prominenza nella ricerca agro-alimentare europea, Il WUR è stato selezionato come specifico Best Performer su cui realizzare uno studio di caso i cui risultati principali sono discussi nel capitolo 4 e utilizzati per il Benchmarking dei laboratori della Rete Alta Tecnologia Emilia-Romagna nel capitolo 5. 23

24 Al secondo posto si trova lo Institute National de la Recherche Agronomique francese con 89 partecipazioni e con la dimensione media di progetto più elevata (quasi 6 milioni di Euro). Al terzo posto il Dipartimento inglese per l ambiente, il cibo e gli affari rurali che conta 44 partecipazioni, la direzione di 9 progetti per un totale di oltre 22 milioni di Euro. L Italia è presente in classifica due volte: con l Università di Bologna (33 partecipazioni) e il CNR (27 partecipazioni). La tabella successiva mostra per ciascun Best Performer della Top 10, il grado di partecipazione ai progetti FP7 in ciascuna delle aree prioritarie della ricerca europea. Tabella 3 - Grado di partecipazione dei Best Performer alle aree prioritarie di ricerca AREE DI RICERCA PRIORITARIE* BEST PERFORMER TOTALE WUR (DLO & Wageningen University) A A A A A M-B A A Institut National de la Recherche Agronomique A M-A M-A M-A M M-A M-A M-A The Secretary of State for Environment, Food and Rural Affairs M-A M-B M-B M-B A M-B M M Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas M M-A M-B M M A M-B M Universiteit Gent M M-A M M-B M M-B M M Alma Mater Studiorum - Università di Bologna M-B M-B M-A M-A M-A A M M Københavns Universitet M-B M-B M-A M M-B M-B M M CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique M M-A M-B M-B M-B M-A M-B M CNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche M M M-B M-B M-B M-A M-B M Aarhus Universitet M-B M-B M-B M-A M M-A M M-B *Legenda: Aree di ricerca prioritarie: (1) Produzione sostenibile materie prime: colture e allevamenti; (2) Progettazione e controllo nuovi processi industriali nella produzione di cibo; (3) Produzione alimenti con funzionalità nutrizionali e salutistiche; (4) Produzioni alimentari sostenibili; (5) Qualità e sicurezza degli alimenti; (6) Confezionamento innovativo; (7) Altre priorità Grado di partecipazione: Alto (quota di partecipazione>=20% nella Top10); medio-alto (quota>=10%); medio (quota>=5%); medio-basso (quota<5%). Il WUR eccelle in tutte le aree prioritarie escluse le linee della ricerca riconducibili al packaging innovativo. L Istituto nazionale francese per la ricerca agronomica mostra anche esso un grado di partecipazione medio-alto su tutti i fronti e le aree tematiche. 24

25 Gli altri istituti risultano maggiormente specializzati su un area piuttosto che su un altra. Per esempio il Dipartimento inglese per l ambiente, il cibo e gli affari rurali partecipa prevalentemente ai progetti di ricerca sulla qualità e sicurezza degli alimenti e sulla produzione sostenibile di materie prime. Il Consiglio superiore della ricerca in Spagna prende parte ai progetti sul packaging innovativo, sulla qualità e sicurezza degli alimenti e sulla produzione di materie prime. L Università di Bologna partecipa ad un ampio spettro di priorità. Il grado di partecipazione è alto nel packaging innovativo, medio-alto nella produzione di alimenti con funzionalità nutrizionali e salutistiche, nelle produzioni alimentari sostenibili e nella qualità e sicurezza degli alimenti. La posizione italiana e dell Emilia-Romagna Nell'insieme, l Italia occupa una posizione non centrale nel panorama europeo della ricerca agroalimentare, essendo riuscita a raccogliere una quota di risorse (7.5%) molto inferiore rispetto alla media dei Paesi più attivi e di dimensioni comparabili. Nonostante questa performance insoddisfacente, l Italia riesce a piazzare due istituti nella Top 10 delle partecipazioni, come sopra evidenziato. Questo risultato è presumibilmente dovuto alla dimensione ed alla massa critica di questi due attori: Università Alma-mater e CNR. Tra le regioni italiane, l Emilia-Romagna spicca per quota di risorse e progetti (25% del totale nazionale), seguita da Lazio e Lombardia (entrambe con 19,4%). Il Lazio è la regione italiana con il più alto numero di partecipazioni; questo risultato è legato alla presenza di molti istituti a carattere nazionale (e.g. Istituto Superiore della Sanità, Istituto nazionale per gli Alimenti e la Nutrizione, Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura) e del Ministero per le Politiche Agricole e Forestali. All Emilia Romagna sono riconducibili 9 dei 36 progetti censiti in Italia, per un totale di 33,4 milioni di Euro, e ben 69 partecipazioni. La performance regionale si lega soprattutto alla menzionata Università di Bologna, all Università di Parma e al CRPA che rappresentano il 60% delle partecipazioni regionali. I progetti coordinati (a fine luglio 2012) includono: La performance dell Università di Bologna è ottima, essendo leader in sei progetti di ricerca e partner in altri 27; i progetti coordinati sono: BASEFOOD ( Bioactive compounds in traditional food products ); CHANCE ( Health-value-added food products for population groups at risk of poverty ); CLAIM ( The CAP and landscape management ); NAMASTE ( Valorisation of by-products in food processing ); NU-AGE ( Diet and prevention of functional decline of the elderly ); SALSA ( Eco-challenges in the food chain of the Latin American region ). L Università degli Studi di Parma conta 4 progetti, in uno dei quali ha assunto il ruolo di coordinatore (PROSPARE Novel methods of treatment of animal by-products for the production of substances with biologically valuable functional properties ). 25

26 Più deludente è la partecipazione del comparto industriale (29% del totale); si nota in particolare l assenza di grandi imprese regionali PROFILO DEL BEST PERFORMER SCELTO PER IL CONFRONTO Wageningen University and Research Centre (WUR) Il WUR è il centro di ricerca che raccoglie l Università di Wageningen e la fondazione DLO (Agricultural Research Service) 2 che si sono fusi in un'unica organizzazione nel Si tratta di un organizzazione leader mondiale nella ricerca nel settore agroalimentare, con un forte orientamento internazionale. L organizzazione è prima in Europa per il numero di partecipazioni ai progetti di ricerca del FP7 che rappresentano circa il 15% delle commesse pubblico-private del WUR (259 milioni nel 2011) 3. Vantaggi comparati legati al contesto ed alla storia industriale dell Olanda Alcuni vantaggi comparati del WUR che ne fanno un Best Performer sono strettamente legati al contesto ed al sistema nazionale della ricerca e innovazione di cui l organizzazione è parte integrante. Tra questi è importante sottolineare che l Olanda è un esportatore netto di prodotti agroalimentari grazie soprattutto alle competenze e alla posizione di avanguardia nel commercio, nel trasporto e nella logistica. Il commercio degli input intermedi (inclusi i servizi) all interno del settore agricolo e agroalimentare è molto sviluppato: in media gli agricoltori olandesi spendono il 66% dei ricavi per l acquisto di input intermedi che spesso incorporano innovazioni tecnologiche. In Italia, in media si spende il 45% dei ricavi per gli input intermedi, il che riflette cosiddetti backward linkages meno sviluppati ed una minore complessità dal punto di vista innovativo nel nostro paese. La produttività del lavoro in agricoltura è considerevolmente più alta in Olanda (in media 4 volte quella italiana). In Olanda vi è stata una forte pressione a livello nazionale, dai primi anni 90 ad accorpare e consolidare la ricerca nell ambito di ciascun settore favorendo la fusione delle organizzazioni esistenti e riducendo le duplicazioni. La nascita del WUR ne è una conseguenza. 2 La Fondazione DLO è nata come Direzione ricerca agricola del Ministero dell Agricoltura e comprendeva un ampio numero di istituti di ricerca. Nel corso degli ultimi 30 anni la DLO ha sperimentato una progressiva riorganizzazione (gli istituti erano 22 nel 1981 per essere accorpati e diventare 10 nel 2011). A metà degli anni 80 il DLO è stato separato dal Ministero per diventare un agenzia autonoma. Alla fine degli anni 90 vi è stata la fusione con l università. Attualmente il DLO rimane un entità legale ma le politiche della ricerca, la strategia e la programmazione è decisa dal board del WUR. 3 L Olanda è un contribuente netto al budget europeo. Tuttavia, il sistema della ricerca olandese e il WUR in particolare, riescono comunque a raccogliere in media il 50% in più di quanto contribuiscono. 26

27 Nello stesso periodo si è affermata una crescente separazione tra la definizione e l implementazione delle politiche per la ricerca e l innovazione (policy formulation vs. implementation), nonché tra il finanziamento della ricerca e l implementazione dei progetti (funding vs. implementation). Questa spinta verso la specializzazione ed il superamento di potenziali conflitti di interesse ha contribuito ad accrescere la competitività degli attori. Box Tratti essenziali del Best Performer nella ricerca agroalimentare Nome: Paese: Key info: Wageningen University and Research Centre (WUR); comprende: Wageningen University e DLO Foundation Olanda Fatturato totale (2011): 709 Meuro (di cui) DLO Foundation: 352 Meuro Commesse totali: 259 Meuro Studenti PhD (2011): 1.500, 50% stranieri Key research performance indicators: Partecipazioni al FP7: 153 Progetti FP7 coordinati: 21 Pubblicazioni scientifiche (2011): (di cui) in leading magazines: 20 Shanghai index (ranking in Life & Agricultural Science): top 30 Il governo nazionale considera l agricoltura, e l orticoltura in particolare, tra i 9 settori chiave dell economia olandese da sostenere attraverso le politiche settoriali. Infine negli ultimi anni l Olanda sta puntando in modo deciso e crescente sulle politiche a favore dei cluster innovativi. La Food Valley e i KITCs (knowledge and innovation top consortia) 4 ne sono un esempio. Le iniziative a favore dei cluster fanno leva sulla capacità progettuale delle partnership pubblico-private. Questo orientamento sta emergendo anche in molte regioni italiane, tra cui l Emilia-Romagna, e a livello 4 I KITCs costituiscono un innovazione istituzionale recente che sta assumendo un importanza crescente nel sistema della ricerca e nella formulazione delle agende tecnologiche settoriali. Un KITC è un partenariato di almeno 5 imprese e 2 soggetti pubblici che firmano un contratto di cooperazione che regola il funzionamento del consorzio. Il consorzio opera sulla base di un piano quadriennale in cui la componente di ricerca e sviluppo cooperativa è centrale. Tuttavia l agenda dei KITCs in merito all innovazione è molto più ampia di un agenda di ricerca classica in quanto è definita da un partenariato pubblico-privato. Non si ferma alle priorità della ricerca applicata ma copre attività di valorizzazione dei risultati, promozione internazionale, marketing e sviluppo del capitale umano nel settore. Tra il 2010 ed il 2011 una serie di consultazioni si sono svolte a livello nazionale che hanno condotto alla definizione di position paper (analisi settoriale e vision di lungo termine) e corrispondenti agende innovative che i KITCs devono portare avanti. 27

28 centrale anche se le policy sono in taluni casi ancora ad uno stadio preliminare e la politica olandese di premiare le eccellenze (peaks in the delta) è molto più decisa. Fattori specifici di vantaggio dell istituto Il WUR ha consolidato i propri vantaggi specifici rispondendo ed allineandosi all evoluzione del contesto storico e di policy appena delineato. L università di Wageningen si è progressivamente trasformata negli ultimi 25 anni da un istituzione dedicata all insegnamento ad un istituzione vocata alla ricerca che lavora prevalentemente in inglese, il cui staff è per il 10% straniero e che attualmente arruola circa studenti di dottorato. Gli studenti postgraduate sono per circa il 50% provenienti da altri paesi. Il WUR lavora su contratto e sulla base della partecipazione a bandi di gara, seguendo un agenda demanddriven. Non riceve fondi statali che non siano mission oriented. Si possono distinguere tre principali fonti di finanziamento: 1) un contributo di base da parte dal Ministero dell Agricoltura che dipende prevalentemente dal numero di studenti; tale contributo pari a circa il 48% (in diminuzione) delle risorse totali è allocato dal Ministero che indica le priorità di ricerca e il WUR replica definendo proposte di ricerca concrete; al termine di un processo interattivo di negoziato si arriva alla firma di contratti specifici di ricerca che sono dunque in linea con la domanda del cliente (il Ministero). 2) Commesse di altri enti (inclusa l UE) e di privati rappresentano il 37% delle risorse. 3) Altri proventi contano per il 16% e includono partecipazioni in spin-off (e.g. Wageningen Business Generator), consulenza, uso dei terreni di proprietà per la produzione di energia (e.g. eolico), corsi universitari (limitatamente alla Wageningen) e di formazione, brevetti e licenze etc. Nel piano strategico , il WUR si è posto come missione quella di diventare entro il 2020 il più autorevole ente di ricerca europeo e di consolidare la propria posizione tra i leader mondiali nei campi dell alimentazione salutare e del benessere. La mission è focalizza su tre aree-obiettivo principali: cibo e produzioni alimentari (sostenibilità delle filiere, reti di distribuzione internazionale, sicurezza, nutrizione e salute); ambiente ed ecosistemi naturali (living environment); salute, stili di vita e benessere (dalla sicurezza alimentare al comportamento del consumatore, alla qualità e percezione del rischio). Orientamento tematico della ricerca svolta dal WUR La ricerca del WUR è orientata sia ai beni pubblici che al miglioramento della produttività nelle filiere agroalimentare. I temi rilevanti di ricerca e le attività concrete realizzate nell ambito beni pubblici sono individuate e negoziate con in principali committenti pubblici, in primis il Ministero dell Agricoltura. Le attività di ricerca condotte allo scopo di migliorare la produttività delle filiere agro-alimentari e la messa a punto di soluzioni tecnologiche concrete sono individuate e svolte in partenariato con le imprese. 28

29 In relazione ai beni pubblici, a livello generale i temi prioritari affrontati da WUR includono: gli aspetti di governance e le politiche per l agricoltura e l agroindustria; il cosiddetto pre-harvest (primary crop, livestock and fisheries) ed i temi collegati della sostenibilità delle produzioni agricole (dall inquinamento all eccessivo sfruttamento del suolo); il benessere dei consumatori e la salute degli animali da allevamento. Per quanto riguarda l area della ricerca post harvest, i temi chiave includono la qualità e sicurezza dei cibi, la transizione proteica. Vi è poi una fetta importante di ricerca che ha per oggetto l ambiente, in particolare le relazioni tra il clima, l uso del suolo, la pianificazione spaziale etc. Infine, le commesse pubbliche abbracciano i temi del cambiamento sistemico e della transizione da un sistema all altro. Per esempio questioni legate a: bio-based economy, biodiversità e suo valore economico, genomica, robotica, informatica e nanotecnologia. Le priorità della ricerca in partenariato pubblico-privato orientata alla produttività sono organizzate attorno ad obiettivi specifici dell agenda innovativa che governa le attività dei consorzi KITC (si veda 4.1.1). I consorzi KITC più rilevanti per il WUR sono quelli dell agro-food e dell ortofrutticoltura. Gli obiettivi generali alla base delle attività del consorzio agro-food sono: produrre di più con meno risorse (more with less); aggiungere valore ai prodotti; rafforzare la posizione di leadership dell Olanda nei mercati agro-alimentari globali, non solo in termini di prodotti finali ma in modo crescente in termini di offerta di soluzioni tecnologiche ed expertise. Con l obiettivo di produrre di più impiegando meno risorse si intende: promuovere innovazioni finalizzate ad una maggiore collaborazione e coordinamento nella filiera, ad una maggiore trasparenza, standardizzazione, integrazione ed allo sviluppo di meccanismi di governance adeguati; assicurare sostenibilità dei flussi di importazione (più del 50% delle materie prime utilizzate nell industria agroalimentare è importato); migliorare la sostenibilità degli allevamenti, con un enfasi sulla salute e il benessere degli animali, riducendo l uso degli antibiotici ad esclusivi fini curativi e separandoli dagli antibiotici usati per l uomo; aumentare l efficienza nell uso delle risorse, ridurre l impronta ecologica (in relazione al consumo di acqua, energia, suolo, fertilizzanti, materie prime) all interno delle filiere e ridurre le perdite post-raccolto; valorizzare i rifiuti e le materie di scarto (inclusi letami) e migliorare lo sfruttamento delle materie prime verdi (incluse tecniche di bio-raffineria e sviluppo di colture per la bioeconomia). Con l obiettivo di sviluppare prodotti a maggiore valore aggiunto si intende: perseguire la sicurezza alimentare, sviluppando strumenti di controllo e processi di gestione del rischio veloci ed efficienti e tecnologie di produzione sicure e sostenibili; facilitare una migliore comprensione, soprattutto da parte delle PMI agro-alimentari, della domanda e le preferenze del consumatore in merito alla sostenibilità e alla salute; sviluppare prodotti che contribuiscano a ridurre le malattie cardio-vascolari, al controllo del peso, alla salute della bocca e dell apparato digerente, all invecchiamento sano e allo sviluppo ottimale del 29

30 cervello; sviluppare tecnologie che migliorino il sapore e la consistenza del cibo, la digeribilità e l impatto sul corpo umano. Per perseguire questo obiettivo, si opera nel campo della tecnologia delle proteine, nella riformulazione dei cibi per ridurre l uso del sale, dello zucchero e dei grassi etc. Gli obiettivi generali alla base delle attività del consorzio ortofrutticoltura sono: produrre di più con meno risorse (more with less); sicurezza alimentare; salute e benessere del consumatore; integrazione delle filiere. Per raggiungere l obiettivo di produrre di più con meno risorse, l istituto è attivo sui seguenti temi: sviluppo di colture più resistenti e con migliori qualità nutrizionali; riduzione delle esternalità negative dell orticoltura (acqua, minerali) e maggiore efficienza nell uso degli input; uso ottimale degli scarti e dei residui; riduzione dell uso di energia e delle emissioni di CO2; riduzione dell uso di prodotti chimici per la salute delle piante; uso sostenibile ed efficiente del suolo; maggiore efficienza nel trasporto e riduzione dei costi. Con l obiettivo di sicurezza del cibo si intende: migliore gestione dell informazione nelle filiere ortofrutticole; sistemi di garanzia della qualità trasparenti e affidabili (inclusi metodi avanzati di rilevamento e tracciabilità); offerta di prodotti di alta qualità e garantire l accesso ai mercati di esportazione. L obiettivo della salute e benessere del consumatore include: promozione di un maggiore consumo di frutta e verdura al fine di migliorare la salute della popolazione; frutta e verdura fresca e lavorata caratterizzate da proprietà migliori (durata/conservazione, convenienza, sapore e consistenza); stili e ambienti di vita più salutari. Infine, con l obiettivo dell integrazione delle filiere si intende: miglioramento delle condizioni di lavoro (i.e. riduzione delle mansioni pesanti e ripetitive); passaggio da una catena del valore trainata dall offerta ad una demand driven, caratterizzata da una migliore comprensione delle preferenze del consumatore; rafforzamento della reputazione internazionale del settore olandese ortofrutticolo e dei materiali per la semina. 30

31 1.2.5 ANALISI COMPARATA TRA BEST PERFORMER E LABORATORI DELLA RETE La tavola che segue fornisce una griglia di confronto tra il Best Performer agroalimentare e i laboratori della Rete rispetto alle aree prioritarie di ricerca e agli ambiti tecnologici chiave identificati e descritti all inizio dell analisi. Per ciascun ambito tecnologico si riporta nella seconda colonna il peso rispetto alle risorse mobilitate dal FP7 nell agroalimentare, ad indicare l attuale importanza delle tecnologie nel panorama europeo della ricerca e per la competitività del Best Performer che è leader europeo nel settore. Nella terza colonna è indicata la rilevanza futura (prossimi 5 anni) attribuita alle tecnologie da parte del Best Performer e quindi la loro centralità nelle strategie future. Questo giudizio è estratto dal caso studio ed è stato ricostruito sulla base della documentazione disponibile e dei dati raccolti per mezzo di alcune interviste ai research manager del WUR (si veda caso studio allegato per maggiori dettagli in merito). Le colonne successive forniscono informazioni sulla copertura di ciascun ambito tecnologico da parte dei laboratori della Rete, tratta dal paragrafo 2, e sulla rilevanza strategica futura indicata dai laboratori stessi nei questionari, ove l informazione è disponibile. In sintesi, dall incrocio di queste informazioni si ricava: Una valutazione generale dell attuale grado di copertura degli ambiti tecnologici più importanti nella ricerca agroalimentare da parte dei laboratori, finalizzata a far emergere i punti di forza della Rete dell Emilia-Romagna nonché i gap e le potenziali opportunità da cogliere. Un giudizio sul grado di coerenza/allineamento tra le strategie future del Best Performer e quelle della Rete, per fornire indicazioni sulle direzioni di sviluppo e investimento più promettenti da seguire nei prossimi anni. 31

32 Tabella 4 - Griglia di comparazione Best Performer - Laboratori AREE PRIORITARIE E AMBITI TECNOLOGICI Peso nel FP7 (%) Giudizio Best Performer* Copertura da parte della Rete e Rilevanza Strategica per i Laboratori ** BIOGEST- CRPA SITEIA CIM CIPACK CIRI SITEIA Lab Parma Produzione Sostenibile Materie Prime (Colture e Allevamenti) 35.7 Strumenti biologici e genomici per il miglioramento l efficienza degli allevamenti e la resistenza delle colture agli stress biotici e abiotici. 8.6 Sviluppo di nuovi vaccini e sistemi rapidi e affidabili per individuare e proteggere dalle malattie animali, incluse zoonosi. 6.9 Strumenti diagnostici e metodi di controllo e sradicamento di agenti patogeni e parassiti delle piante. 3.3 Nuovi approcci genomici e approcci innovativi per la produzione di allevamenti migliorati. 3.5 Metodi innovativi per la riduzione di consumi energetici, fertilizzanti, pesticidi Benessere degli animali da allevamento. 3.9 Acquacoltura sostenibile. 4.6 Progettazione e Controllo Nuovi Processi Industriali 18.4 Automazione e controlli intelligenti (on-line/off-line smart control). 1.7 Biotecnologie e microrganismi per l applicazione industriale. 6.4 Ingegneria cellulare, metabolica e genetica per composti innovativi. 3.8 Tecnologie migliorate per la lavorazione di cibi di alta qualità e sicurezza. 6.5 Produzione Alimenti con Funzionalità Nutrizionali e Salutistiche 13.9 Sviluppo alimenti e ingredienti funzionali. 2.4 Specifiche relazioni dieta-salute e caratteristiche salutari dei cibi o di singoli composti. 8.3 Cibi su misura concepiti per rispondere a specifici gruppi di consumatori (PAN - Preference, Acceptance, Needs)

33 AREE PRIORITARIE E AMBITI TECNOLOGICI Peso nel FP7 (%) Giudizio Best Performer* Copertura da parte della Rete e Rilevanza Strategica per i Laboratori ** BIOGEST- CRPA SITEIA CIM CIPACK CIRI SITEIA Lab Parma Produzioni Alimentari Sostenibili 10.6 Metodologie di impatto ambientale di prodotti e processi. 0.9 Nuovi approcci biotecnologici per trasformare rifiuti biologici e sotto-prodotti di origine 7.5 agro-industriale in prodotti bio ad elevato valore aggiunto. Nuove colture per la produzione industriale. 2.2 Qualità e Sicurezza degli Alimenti 7.6 Nuove metodologie e tecniche efficienti, sensibili, robuste, rapide ed economiche per il controllo della qualità e sicurezza di mangimi e cibi. 4.1 Sistemi innovativi per la tracciabilità dei cibi. 1.8 Strumenti di valutazione rapida e modelli predittivi per stimare durata, qualità, sicurezza e livello potenziale di accettazione del consumatore. Confezionamento Innovativo Tecnologie avanzate e flessibili per il confezionamento attivo, intelligente e sostenibile. 0.9 Materiali e tecnologie per il confezionamento biodegradabile. 1.2 Strati/pellicole superficiali con proprietà anti-microbiche e fungifughe. 0.5 Altre Priorità 11.2 Attività di disseminazione, comunicazione e trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca Analisi di impatto e studi (policy, aspetti normativi, trend mercati, comportamento del consumatore, aspetti socio-economici e ambientali etc.) Altre attività di networking e cooperazione internazionale 2.9 * Prospettive di crescita per il Best Performer: = rilevanza crescente: ambito tecnologico di punta nella strategia del Best Performer per il prossimo lustro. È previsto in forte crescita e l organizzazione vi investirà in misura maggiore nei prossimi anni. = rilevanza stabile: ambito tecnologico che continuerà a essere presidiato nei prossimi anni e in cui si continua a operare ma non considerato in crescita. ** Copertura da parte della Rete e Rilevanza Strategica: Casella vuota = il laboratorio non opera nell ambito considerato. = il laboratorio opera nell ambito tecnologico considerato ma non fornisce informazioni di dettaglio sulle prospettive di crescita e sulla rilevanza futura delle tecnologie; = il laboratorio opera nell ambito tecnologico considerato, intende investirvi nel futuro e fornisce informazioni sulle tecnologie chiave su cui intende concentrare la propria attività. 33

34 Copertura da parte della Rete e rilevanza dei singoli ambiti nelle strategie future 1) Produzione sostenibile materie prime. Come precedentemente sottolineato e come indicato nella tabella, si tratta della linea di ricerca che ha mobilitato il maggior ammontare di risorse finanziarie nell ambito dei progetti dell agroalimentare finanziati dal FP7. La quota maggiore di risorse è relativa alle ricerche per il miglioramento dell efficienza e della resistenza delle colture agli stress biotici e abiotici attraverso l utilizzo delle biotecnologie e nuovi approcci di genomica. In particolare, molte ricerche hanno per oggetto il miglioramento genetico delle piante al fine di aumentare le rese di produzione, di ottenere un maggior controllo degli infestanti, di produrre varietà biofortificate e/o tolleranti la presenza/carenza di specifici elementi e maggiormente resistenti alle malattie. I nuovi approcci di genomica per l allevamento sono anche essi molto importanti. Si tratta in entrambi i casi di ambiti di eccellenza per il WUR, considerati in forte crescita e in cui l organizzazione prevede di investire in maniera crescente nei prossimi 5 anni. I laboratori della Rete che presidiano questi ambiti sono BIOGEST-SITEIA e SITEIA Parma. In particolare, BIOGEST segnala tra le tecnologie chiave per il futuro quelle legate all elaborazione e sviluppo di tecniche di prevenzione e riduzione dei danni da agenti biotici, e alla realizzazione di piattaforme strumentali per il miglioramento assistito delle materie prime. Negli ambiti tecnologici a forte crescita, è opportuno che la Rete mantenga o estenda il presidio che attualmente esercita per cogliere al meglio le opportunità di collaborazione internazionale (e.g. maggiore impegno a partecipare al FP8), consolidare le proprie competenze e la propria posizione competitiva. Vi sono ambiti tecnologici che il WUR considera a crescita stabile in cui anche la Rete opera: quelli relativi allo sviluppo di nuovi vaccini e di sistemi per la diagnosi rapida di malattie degli allevamenti e i metodi diagnostici per lo sradicamento e il controllo degli agenti patogeni delle piante. La prima è un area di punta di BIOGEST-SITEIA. Infine vi sono altri tre ambiti tecnologici considerati a crescita stabile, su cui il WUR intende continuare a investire nei prossimi anni ma che non sono presidiati dalla Rete: metodi innovativi per la riduzione dei consumi energetici, di fertilizzanti e pesticidi etc.; benessere degli animali da allevamento; acquacoltura sostenibile. Nonostante si tratti di aree non particolarmente dinamiche, sono importanti dal punto di vista dei progetti FP7 e la Rete potrebbe monitorarle con attenzione per comprendere se vi sono opportunità di sviluppo da cogliere. 34

35 2) Progettazione e controllo nuovi processi industriali nella produzione di cibo. Questa area di ricerca è la seconda in ordine di importanza per ammontare di risorse nell ambito del FP7. Alcune tecnologie riconducibili alla sostenibilità delle produzioni alimentari sono aree di punta della strategia WUR per il prossimo lustro. Sono previste in forte crescita e l organizzazione vi investirà in maniera crescente. Tra queste, quelle più importanti sono: le biotecnologie e i micro-organismi per l applicazione industriale; l ingegneria cellulare, metabolica e genetica per nuovi composti; le tecnologie per la lavorazione avanzata dei cibi orientate all alta qualità e sicurezza. Si tratta di ambiti tecnologici presidiati dalla Rete: SITEIA Parma, SITEIA BIOGEST, CIRI, CRPA Lab. Per Esempio SITEIA Parma individua tra gli ambiti chiave per il futuro i processi alimentari innovativi con ottimizzazione delle prestazioni: Sviluppo di processi non convenzionali, singoli o abbinati sinergicamente con quelli convenzionali, che consentano di impartire ai prodotti alimentari i necessari effetti di inattivazione microbica ed enzimatica, senza o con minimi effetti collaterali di danno compositivo e strutturale. Prototipi innovativi SW ed HW per l ottimizzazione delle condizioni operative e per il controllo automatico in fase produttiva dei processi caratterizzati dal simultaneo e interdipendente trasferimento di calore e di massa. Sviluppo di linee guida e check-list per la valutazione di conformità igienica di alimenti ready-to-eat. CRPA Lab segnala tra le tecnologie chiave per il futuro quelle legate alla simulazione finalizzata ad adeguare nuovi/vecchi prodotti (processi di trasformazione casearia): Modifiche dei processi (tempi, trattamenti, temperature) Metodologie innovative di valutazione dell impatto delle tecnologie emergenti sui prodotti tradizionali Il gruppo di tecnologie relativo all automazione e controllo intelligente (Smart control on-line and off-line) dei processi industriali e del magazzino è meno importante nel FP7, è considerato un ambito a crescita stabile da parte del WUR ma risulta ampiamente presidiato dai laboratori della Rete (SITEIA, CIPACK, CIRI, CRPA Lab) ed è considerato molto rilevante per la strategia futura. Per esempio SITEIA Parma individua tra le tecnologie chiave per il futuro quelle relative alla progettazione avanzata e ottimizzazione costruttiva, funzionale, energetica e manutentiva di macchine e impianti. Attività di progettazione. Utilizzo di materiali e sistemi di assemblaggio innovativi, modularizzazione, meccatronica e microelettronica per la progettazione avanzata delle macchine e degli impianti meccanici alimentari (applicativi per l ottimizzazione strutturale topologica, di forma e dei materiali di costruzione, tecniche di assemblaggio innovative dei componenti e della struttura delle macchine in un ottica di riduzione del costo e di sostenibilità del processo costruttivo); progettazione di sistemi di prova per macchine e impianti; miglioramento di igiene e sanificabilità dei macchinari e degli impianti 35

36 attraverso lo sviluppo di metodologie di validazione della progettazione e costruzione delle apparecchiature e delle modalità di controllo dei parametri critici per la sicurezza e la qualità del prodotto trattato; sviluppo e standardizzazione di prove pratiche per la validazione di pulibilità, sanificabilità ed eventuale mantenimento asettico di apparecchiature dell industria alimentare, nonché per la validazione di ermeticità dei contenitori finali; ottimizzazione energetica dei processi dell industria alimentare. Simulazione. Progettazione avanzata delle macchine e degli impianti meccanici industriali attraverso strumenti di simulazione numerica del loro funzionamento, anche in relazione agli specifici prodotti trattati; simulazione e modellazione numerica di processi nell ambito della progettazione degli impianti nel loro complesso, per la definizione delle leve operative funzionali e dei loro livelli per ottimizzare i processi industriali di trasformazione; modellazione termo-fluidodinamica avanzata dei processi di trasporto di energia, quantità di moto e massa che intervengono nei processi industriali, mediante lo sviluppo e l utilizzo di tecniche sia sperimentali che numeriche; utilizzo della simulazione per il miglioramento di igiene e l ottimizzazione dei trattamenti di sanificabilità dei macchinari e degli impianti. sviluppo di nuove applicazioni finalizzate alla gestione logistica di linee complete con particolare riferimento alla rintracciabilità di prodotto e alle tecniche TPM (Total Productive Maintenance), attraverso l o sviluppo e l applicazione do tecniche di simulazione ad Eventi Discreti per massimizzare l impatto industriale delle soluzioni analizzate. Diagnostica. Sviluppo di metodiche innovative di manutenzione predittiva finalizzate al mantenimento nel tempo delle funzionalità dei componenti, delle macchine e degli impianti conseguentemente alla qualità del prodotto trattato anche con metodiche di prova non invasive e di diagnostica remota. Ad esempio, sviluppo di array planari di microfoni e del SW e HW allo sviluppo di un sistema di acoustic camera in grado di visualizzare mappature acustiche a falsi colori, da utilizzarsi, in modo simile alla termovisione, per la ricerca di difetti su macchine ed impianti e per la scoperta di guati incipienti. In definitiva i laboratori della Rete sono prevalentemente attivi nell impiantistica e nei processi alimentari innovativi; va considerata attentamente l opportunità di riposizionarsi parzialmente sulle aree considerate a elevata crescita nell ambito di questa priorità. 3) Produzione alimenti con funzionalità nutrizionali e salutistiche. Questa priorità ha raccolto il 14% del totale delle risorse FP7 riconducibili all agroalimentare. Oltre la metà di tali risorse è impiegata con l obiettivo di analizzare le relazioni tra la salute e l assunzione di specifici alimenti o composti. Queste ricerche rispondono alla crescente domanda di alimenti tailor made sulla base di specifici profili del consumatore, articolati nell intero arco di vita e finalizzati a un invecchiamento in salute. 36

37 Si tratta di aree di punta della strategia WUR per il prossimo lustro. Le tecnologie rilevanti a queste priorità sono caratterizzate da forte sviluppo e l organizzazione vi investirà in maniera crescente nei prossimi anni. La Rete è presente con 3 laboratori: SITEIA BIOGEST, SITEIA Parma, CIRI. Essendo aree di ricerca mainstream a elevato potenziale la Rete dovrebbe mantenere il presidio che attualmente esercita e cogliere al meglio le opportunità di collaborazione internazionale (e.g. FP8) per consolidare le proprie competenze e posizionamento. SITEIA Parma individua tra le tecnologie chiave per il futuro riconducibili a quest area, quelle relative ai Metodi innovativi per la verifica scientifica degli aspetti salutistici degli alimenti funzionali e del rapporto alimentazione-salute, anche ai fini della valorizzazione dei prodotti tipici. Ciò include la messa a punto e implementazione di protocolli di indagine in vitro, ex vivo e in vivo, nell animale e nell uomo, per la valutazione dell effetto nutrizionale e salutistico di alimenti e componenti naturalmente contenuti nelle matrici alimentari o addizionati durante la trasformazione industriale; valutazione della biodisponibilità e della bioattività di nutrienti e composti ad effetto salutistico, della loro trasformazione e metabolismo intermedio per opera di tessuti e organi, incluso il microbiota intestinale. Inoltre il laboratorio segnala tra le tecnologie chiave per il futuro, la messa a punto di nuovi prodotti alimentari con funzionalità nutrizionali e salutistiche. Ciò include lo studio e sviluppo di nuove formulazioni e di processi innovativi di trasformazione in grado, anche dal punto di vista della micro, meso e macrostruttura, di preservare e potenziare le caratteristiche nutrizionali e salutistiche delle matrici alimentari tradizionali, garantendo al contempo l elevata accettabilità sensoriale e senza ricorrere ad integrazioni artificiali (al fine di non subordinare l innovazione di prodotto alle logiche proprie del settore farmaceutico). 4) Produzioni alimentari sostenibili. Come indicato nella tabella, questa area di ricerca ha raccolto l 11% delle risorse FP7 nel settore agroalimentare. Gli ambiti tecnologici riconducibili alla sostenibilità delle produzioni alimentari sono aree di punta della strategia del WUR per il prossimo lustro. Sono previste in forte crescita e l organizzazione vi investirà in maniera crescente. Tra queste, quelle più importanti sono legate ai nuovi approcci biotech per la trasformazione dei rifiuti e sotto-prodotti industriali in bio-prodotti a elevato valore aggiunto. Vi sono anche altre tecnologie che hanno un peso minore nel FP7 ma che il WUR stima comunque a elevato potenziale: Le nuove colture per la produzione di energia e i metodi di impact assessment applicati ai prodotti e processi. La Rete è presente con 3 laboratori: SITEIA Parma, CIRI, CRPA. Tra le tecnologie chiave per il futuro riconducibili a quest area, SITEIA segnala i processi innovativi finalizzati all ottimizzazione delle prestazioni: sviluppo di processi biotecnologici innovativi per il recupero e il riutilizzo dei sottoprodotti dell industria 37

38 alimentare e caratterizzazione delle attività funzionali dei prodotti ottenuti; recupero degli scarti e valorizzazione economica ed energetica di sottoprodotti a basso valore aggiunto; incremento dell efficienza energetica del processo alla base del trattamento termico dei prodotti alimentari. CRPA Lab indica tra le tecnologie chiave, quelle relative alla messa a punto di tecnologie, protocolli, adeguamenti mirati allo sviluppo del biometano a partire dagli scarti agroalimentari: upgrading/purificazione del biogas a biometano e recupero della CO 2 come gas tecnico; ottimizzazione abbinamento devices/biometano - miglioramento efficienza energetica dei gruppi cogenerazione; trattamento del digestato - essiccazione con recupero del calore di cogenerazione ed evaporazione sotto vuoto. In definitiva, la Rete si concentra sulla trasformazione dei rifiuti e degli scarti biologici. Dato il potenziale strategico anche degli altri ambiti (nuove colture per la produzione energetica e valutazione di impatto), esse andrebbero considerate con attenzione per comprendere se vi sono opportunità di sviluppo da cogliere e se vi sono all interno della piattaforma (on in collaborazione con altre piattaforme come quella energia) competenze e risorse disponibili per operarvi in maniera più decisa. 5) Qualità e sicurezza degli alimenti. Questa priorità di ricerca raccoglie circa l 8% delle risorse FP7 relative all agroalimentare. I gruppi di tecnologie più rilevanti sono: nuovi metodi sensibili, robusti ed economici per il controllo della qualità e della sicurezza dei cibi e dei mangimi; sistemi innovativi per la tracciabilità; strumenti per la valutazione rapida e modelli predittivi per misurare la durata (shelf-life), qualità, sicurezza e potenziale livello di accettazione dei consumatori. Si tratta di ambiti tecnologici a crescita stabile nella valutazione del WUR. I laboratori della Rete che li presidiano sono numerosi: BIOGEST SITEIA, SITEIA Parma, CIM, CIRI, CRPA e CIPACK. Tra le tecnologie chiave per il futuro riconducibili a questa area, BIOGEST indica le tecniche per l acquisizione automatizzata, la validazione e l elaborazione in tempi rapidi di parametri sperimentali relativi a prodotti e processi nel settore agroalimentare: Spettroscopie NIR, MIR, UV-Vis Chemiometria, Imaging spettroscopica si tratta di tecnologie non distruttive (cioè che non alterano il campione analizzato) per l acquisizione in tempi rapidi di informazioni circa la composizione di una matrice alimentare. I dati ottenuti possono essere correlati ad informazioni di tipo sensoriale e alla composizione chimica del prodotto, fornendo anche informazioni circa la distribuzione di un ingrediente in un formulato in polvere o l omogeneità e la presenza di contaminati di un film polimerico. Lo sviluppo di queste tecniche, e di loro applicazioni a problematiche specifiche nel campo agroalimentare, può permettere l implementazione di sistemi di controllo on-line. La validazione di queste analisi innovative e l elevata quantità di dati relativi ai parametri misurati 38

39 (chimici, fisici, tecnologici, sensoriali), unitamente ai dati di processo misurati sull impianto, richiede l impiego di opportuni metodi di analisi multivariata per un efficiente controllo del prodotto e del processo, capaci di fornire la possibilità di intervenire in tempi rapidi. Un altro settore nel quale i metodi chemiometrici possono essere di grande aiuto all industria agroalimentare è quello del disegno sperimentale, che permette di ottimizzare le caratteristiche del prodotto minimizzando il numero di sperimentazioni e abbattendo conseguentemente i costi derivanti. Tecniche cromatografiche si tratta di tecniche che consentono l identificazione e la quantificazione di una notevole quantità di sostanze presenti negli alimenti. I dati ottenuti possono servire per il monitoraggio del prodotto, del processo e dei materiali che vengono a contatto con i vari prodotti, ma anche per effettuare le imprescindibili calibrazioni con gli strumenti descritti al punto precedente. Infatti, senza un adeguato supporto con tecniche tradizionali, le tecniche precedenti forniscono dati non sempre di facile interpretazione. Al contrario, una volta tarati, tali strumenti sono in grado di lavorare grandi quantità di campioni con un notevole risparmio di tempo e di danaro. In riferimento alle tecnologie chiave per il futuro, SITEIA Parma segnala l importanza strategica di: Nuovi metodi per valutare la qualità e la sicurezza delle materie prime e dei prodotti finiti: definizione del pattern proteico di alimenti tipici con denominazione protetta per la verifica di autenticità e valutazione della sua evoluzione durante i processi di lavorazione e trasformazione, con particolare riguardo ai processi di lavorazione delle carni (in particolare prosciutti cotti), per l ottimizzazione in tempo reale dei parametri di produzione, integrando il dato derivante dall esperienza degli operatori ad un approccio scientifico e innovativo (l individuazione dei pattern proteici e di specifici marcatori di qualità nei processi di trasformazione delle carni e di altri elementi si basa sull utilizzo di analisi di highthroughput proteomica -HTPP- per la loro caratterizzazione strutturale e funzionale); valutazione dei livelli di cross-contaminazione di alimenti con altri ingredienti potenzialmente allergenici durante la fase di produzione, utilizzati negli stessi impianti industriali. Applicazione della Risonanza Magnetica Nucleare ad alta risoluzione per: l ottimizzazione di prodotto e/o processo alimentare (studio dell influenza dei processi tecnologici sulla presenza ed evoluzione di componenti alimentari e valutazione delle caratteristiche nutrizionali e funzionali della matrice alimentare oggetto di analisi); la tracciabilità molecolare e la definizione di sistemi per la rintracciabilità (messa a punto di nuovi metodi di determinazione dell autenticità e dell origine geografica di alimenti). CIM indica anch esso tra le tecnologie strategiche per il futuro: L applicazione della spettrometria di massa ad alta risoluzione (interfacce Elettrospray e Maldi) per: l analisi di qualità e sicurezza degli alimenti trasformati (studio della presenza di sostanze desiderate quali antiossidanti, flavour enhancers, peptidi funzionali, e di sostanze indesiderate quali metaboliti di micotossine e xenobiotici, e loro evoluzione durante i processi di trasformazione, ai fini del 39

40 miglioramento della qualità e sicurezza dei prodotti alimentari); la tracciabilità molecolare e la definizione di sistemi per la rintracciabilità (messa a punto di nuovi metodi di determinazione dell autenticità e dell origine geografica di alimenti attraverso approcci di proteomica, peptidomica e metabolomica). La microscopia di Forza Atomica per analisi di superficie di alimenti e sistemi per il packaging. In conclusione si tratta di un area fortemente presidiata, pur avendo un peso relativamente basso nel panorama europeo della ricerca ed essendo considerata a crescita stabile da parte del WUR. 6) Food packaging innovativo. Questa priorità raccoglie una quota residua di risorse nell ambito FP7: 2,5%. Gli ambiti tecnologici più importanti includono: tecnologie avanzate e flessibili per imballaggio/confezionamento intelligente e sostenibile; materiali per confezionamento biodegradabile dei cibi; rivestimenti di superficie con proprietà anti-microbiche e fungifughe. Il WUR opera in questa area di ricerca che è considerata a crescita stabile. I laboratori della Rete sono presenti con SITEIA BIOGEST e CIPACK. Tra le tecnologie chiave per il futuro, BIOGEST SITEIA segnala la rilevanza strategica di quelle legate a: Funzionalizzazione dei materiali di confezionamento: La possibilità di aggiungere funzioni ai materiali è un opportunità ai fini di una migliore conservabilità degli alimenti e della riduzione del peso degli imballaggi. La possibilità di conferire ai materiali di confezionamento attività antimicrobiche e antiossidanti consente di ridurre l additivazione a carico degli alimenti freschi e di optare per soluzioni di packaging più semplici e meno impattanti sul ciclo di smaltimento degli stessi. Ciò include: Individuazione di principi attivi naturali in grado di mantenere nel tempo la loro attività, durante i normali processi di trasformazione delle materie plastiche e per tutta la vita commerciale del prodotto; valutazione dei meccanismi di azione: per trasferimento diretto all alimento o per vaporizzazione del principio attivo nello spazio di testa della confezione. Materiali compostabili e/o biodegradabili, materiali eduli (commestibili). Lo studio e l applicazione dei materiali bio-polimerici (in senso lato) è una possibilità per ridurre il consumo di materiali plastici di sintesi e derivanti dal petrolio. Il loro sviluppo nel settore del packaging non può prescindere dallo studio di soluzioni che rendano tali materiali rispondenti alle necessità di protezione degli alimenti, attraversi l adozione di rivestimenti barriera o anche rivestimenti funzionalizzati. Lo sviluppo di rivestimenti e coperture eduli da applicare direttamente sulla superficie degli alimenti può concretamente contribuire al prolungamento della shelf-life di prodotti freschi e minimamente trattati, mediante l adozione di additivazioni controllate di principi attivi, del tutto similari a quelli che si intendono introdurre direttamente nei materiali polimerici. 40

41 7) Altre priorità. In quest area sono stati classificati i progetti finalizzati al supporto e coordinamento; in particolare, le iniziative di cooperazione internazionale, di comunicazione, disseminazione e trasferimento dei risultati delle ricerche europee. Sono inoltre riconducibili a questa priorità considerate le analisi e gli studi condotti a livello europeo: analisi di impatto sulle iniziative e sulle normative di settore, e analisi degli scenari evolutivi e dei trend di mercato e di consumo. Tale area costruita residualmente, nel suo complesso, rappresenta comunque una quota significativa delle risorse raccolte dai progetti FP7 nel settore agroalimentare: 11,2%. Le iniziative di disseminazione e trasferimento, nonché quelle finalizzate alla cooperazione internazionali sono priorità importanti nella strategia del WUR che le considera in crescita e prevede di investirvi in misura maggiore nei prossimi anni. Le analisi e gli sudi di impatto sono invece considerati ambiti a crescita stabile. Benché la disseminazione dei risultati e il trasferimento tecnologico siano parte integrante dell attività dei laboratori della Rete, non sempre queste sono svolte in modo sistematico e sulla base di una specifica strategia dai laboratori della Rete. Stesso discorso è valido nel caso delle iniziative di cooperazione internazionale, da cui dipende anche la performance migliorabile della Rete in termini di partecipazione al Programma Quadro europeo. Poiché si tratta di aree in crescita, andrebbero considerate con maggiore attenzione per comprendere se vi sono opportunità di sviluppo da cogliere. Tra le attività più rilevanti citate dai laboratori è utile sottolineare che SITEIA Parma elenca tra gli ambiti tecnologici chiave per il futuro un modello di trasferimento tecnologico che potenzi la capacità di innovazione delle PMI alimentari. Le attività che la messa a punto del modello implica sono le seguenti: L approfondimento delle modalità con cui la conoscenza prodotta dalle università e dai centri di ricerca pubblici viene trasferita alle imprese e ai soggetti che agevolano questo processo. L analisi della sua crescente importanza come processo aperto e collaborativo per lo sviluppo e la diffusione dell'innovazione nel sistema economico nazionale e regionale. L approfondimento del trasferimento tecnologico come attività legata all'innovazione, che coinvolge più attori in un processo di produzione e di gestione della conoscenza sia scientifica sia tecnologica, attraverso l'analisi dei contributi teorici in merito all'economia dell'innovazione e della conoscenza. L individuazione delle modalità attraverso cui il processo di trasferimento tecnologico può essere realizzato, finanziato e supportato, tramite l'analisi delle esperienze di trasferimento tecnologico prevalentemente in Italia. L individuazione del ruolo che le organizzazioni di interfaccia possono avere nel ridurre l incertezza che si accompagna a un'iniziativa di trasferimento tecnologico. 41

42 L analisi dei dati provenienti da alcune survey sulle strutture per il trasferimento tecnologico, allo scopo di individuare le best practices. Analogamente, il laboratorio CIM segnala tra le attività strategiche per il futuro, il trasferimento dei metodi di risonanza magnetica nucleare e di spettrometria di massa ai laboratori industriali che operano nel controllo degli alimenti; come precedentemente sottolineato tali metodi sono fondamentali per l analisi della qualità e sicurezza degli alimenti ed per la tracciabilità. Quadro sintetico conclusivo A conclusione dell analisi comparata si può osservare che la piattaforma agroalimentare attualmente copre la maggior parte degli ambiti tecnologici prioritari della ricerca europea. Se differenziamo tra gli ambiti più promettenti, ossia quelli che il Best Performer stima in forte crescita nei prossimi 5 anni, e quelli pur rilevanti ma caratterizzati da una dinamica stabile, possiamo sottolineare che vi sono ambiti tecnologici molto importanti presidiati solo in misura molto limitata da parte della Rete ed altri, presumibilmente meno rilevanti, su cui vi è una concentrazione di sforzi da parte dei laboratori. Questo quadro è riassunto nella tavola seguente che dipinge sinteticamente la situazione relativamente al posizionamento della piattaforma agroalimentare. In una prospettiva futura gli ambiti a cui va prestata l attenzione maggiore e su cui vanno concentrati gli sforzi per non perdere terreno rispetto ai competitors globali e al Best Performer che li rappresenta sono quelli a crescita rapida e rilevanza crescente. Per quanto riguarda gli ambiti a crescita rapida su cui i laboratori già operano (casella 1.A.), è auspicabile che la Rete mantenga il proprio presidio, rafforzando la capacità di partecipare alle reti internazionali. In relazione agli ambiti in forte crescita in cui i laboratori operano solo parzialmente o non operano affatto (casella 1.B.), va considerata l opportunità di rafforzare la capacità progettuale e di svolgere ricerca su di essi. Al fine di rafforzare la presenza sulle aree e nelle tecnologie più promettenti, potrebbe essere necessario estendere lo spettro di competenze attualmente disponibili, anche parzialmente rimodulando le risorse dedicate agli ambiti a crescita lenta e rilevanza stabile (casella 2.A.), per riorientarle sui campi più dinamici (1.A. 1.B.). 42

43 Ambiti tecnologici di rilevanza stabile Potenzialmente rilevanti per la domanda locale Ambiti tecnologici di rilevanza crescente Fondamentali per la partecipazione alle reti e ai mercati globali Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R Tabella 5 - Quadro generale del posizionamento della piattaforma rispetto alle prospettive di crescita degli ambiti tecnologici chiave B A Ambiti presidiati Ambiti presidiati dalla Rete parzialmente o non presidiati 1 2 Strumenti biologici e genomici per il miglioramento l efficienza degli allevamenti e la resistenza delle colture agli stress biotici e abiotici. Nuovi approcci genomici e approcci innovativi per la produzione di allevamenti migliorati. Biotecnologie e microrganismi per l applicazione industriale. Ingegneria cellulare, metabolica e genetica per composti innovativi Tecnologie migliorate per la lavorazione di cibi di alta qualità e sicurezza. Sviluppo alimenti e ingredienti funzionali. Specifiche relazioni dieta-salute e caratteristiche salutari dei cibi o di singoli composti. Cibi su misura concepiti per rispondere a specifici gruppi di consumatori (PAN - Preference, Acceptance, Needs). Nuovi approcci biotecnologici per trasformare rifiuti biologici e sotto-prodotti di origine agro-industriale in prodotti bio ad elevato valore aggiunto. Sviluppo di nuovi vaccini e sistemi rapidi e affidabili per individuare e proteggere dalle malattie animali, incluse zoonosi. Strumenti diagnostici e metodi di controllo e sradicamento di agenti patogeni e parassiti delle piante. Automazione e controlli intelligenti (on-line/off-line smart control) delle lavorazioni industriali e stoccaggio. Nuove metodologie e tecniche efficienti, sensibili, robuste, rapide ed economiche per il controllo della qualità e sicurezza di mangimi e cibi. Sistemi innovativi per la tracciabilità dei cibi. Strumenti di valutazione rapida e modelli predittivi per stimare durata, qualità, sicurezza e livello potenziale di accettazione del consumatore. Tecnologie avanzate e flessibili per il confezionamento attivo, intelligente e sostenibile. Materiali e tecnologie per il confezionamento biodegradabile. Strati/pellicole superficiali con proprietà anti-microbiche e fungifughe. Metodologie di impatto ambientale di prodotti e processi. Nuove colture per la produzione industriale. Disseminazione, comunicazione e trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca. Altre attività di networking e cooperazione internazionale. Metodi innovativi per la riduzione dei consumi energetici, di fertilizzanti e pesticidi etc. Benessere degli animali da allevamento. Acquacoltura sostenibile. Analisi di impatto e studi (policy, aspetti normativi, trend sui mercati agro-alimentari, comportamento del consumatore, aspetti socioeconomici e ambientali etc.). 43

44 1.3 Coerenza con le caratteristiche della domanda locale Per completare il quadro e trarne delle indicazioni utili per il futuro delle piattaforme, è importante considerare la domanda espressa dalle imprese a cui i laboratori devono rispondere sul territorio. Una proxy della domanda può essere ricavata dai progetti di ricerca industriale finanziati dalla Regione a partire dal 2002, circa 217 dei quali sono riconducibili all agro-alimentare per un costo complessivo di circa 133,6 milioni di Euro CARATTERISTICHE DEI PROGETTI FINANZIATI DALLA REGIONE Distribuzione per provincia e area di attività delle imprese La maggior parte dei progetti di ricerca co-finanziati a partire dal 2002 sono stati presentati da imprese della provincia di Parma (20%) che è certamente il centro regionale più importante in questo settore. Seguono in ordine di importanza, Modena (17%), Bologna (16%), Reggio Emilia (15%) e Ravenna (12%). Guardando i settori di attività delle imprese beneficiarie, risulta evidente l importanza dell agroindustria e degli impianti e mezzi di produzione che nel complesso rappresentano quasi il 75%. A seguire il settore della chimica che conta circa l 8%, i servizi (5.5%) e altre aree di attività, dai mezzi di trasporto, all ICT alla farmaceutica. Figura 1 - Distribuzione dei progetti della Regione per provincia e per area di attività. Fonte: elaborazione Ismeri Europa su dati forniti dalla Regione Collaborazioni domanda-offerta per ente di ricerca coinvolto La tavola successiva riporta, in relazione alle aree di ricerca prioritarie, un giudizio qualitativo sulla frequenza delle collaborazioni con le università e gli enti di ricerca regionali, con altre imprese della regione, nonché con università ed imprese di altre regioni. Il giudizio è basato sulle effettive osservazioni delle partecipazioni ai progetti regionali. 44

45 UNIMORE UNIBO UNIPR UNIFE UNIPC ENEA_ER CNR_ER CRPA Democenter Centri di ricerca regionali Imprese regionali Altre università Altri centri di ricerca Altre imprese Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R Tabella 6 - Collaborazioni tra imprese beneficiarie ed altri attori AREE TECNOLOGICHE Food crops and livestock: sustainable production Health and functional claims Sustainable food production Design and control of innovative food industrial processes Innovative food packaging Food quality and health Totale Legenda: = frequenza di collaborazione alta = frequenza di collaborazione media = frequenza di collaborazione bassa In generale nella maggior parte dei casi le collaborazioni instaurate attraverso i progetti di ricerca riguardano altre imprese regionali e le università di Parma, Bologna e Modena. Gli altri soggetti considerati, così come è stato possibile estrapolare le informazioni dai database regionali, sono coinvolti molto più sporadicamente nei progetti. Università e centri di ricerca di altre regioni risultano coinvolti in una misura considerevole solamente nel caso delle materie prime sostenibili e nel caso della produzione sostenibile di cibo. Questi sottolineano la prevalenza delle reti corte nella ricerca e sviluppo industriale riconducibile all agro-alimentare, eccetto le aree in cui il bacino di competenze da cui attingere è esterno al territorio regionale DISTRIBUZIONE DEI PROGETTI FINANZIATI PER AMBITO TECNOLOGICO I progetti finanziati dalla Regione sono stati riclassificati sulla base della tassonomia aree di ricerca/ambiti tecnologici precedentemente descritta. 45

46 Tabella 7 - Distribuzione della domanda delle imprese per area prioritaria e ambito tecnologico chiave AMBITI E AREE TECNOLOGICHE Progetti % Risorse (M ) % PRODUZIONE SOSTENIBILE MATERIE PRIME (COLTURE E ALLEVAMENTI) Strumenti biologici e genomici per il miglioramento l efficienza degli allevamenti e la resistenza delle colture agli stress biotici e abiotici Sviluppo di nuovi vaccini e sistemi rapidi e affidabili per individuare e proteggere dalle malattie animali, incluse zoonosi Strumenti diagnostici e metodi di controllo e sradicamento di agenti patogeni e parassiti delle piante Metodi innovativi per la riduzione di consumi energetici, fertilizzanti, pesticidi etc Nuovi approcci genomici e approcci innovativi per la produzione di allevamenti migliorati Benessere degli animali da allevamento Acquacoltura sostenibile PROGETTAZIONE E CONTROLLO NUOVI PROCESSI INDUSTRIALI Automazione e controlli intelligenti (on-line/off-line smart control) Biotecnologie e microrganismi per l applicazione industriale Ingegneria cellulare, metabolica e genetica per composti innovativi Tecnologie migliorate per la lavorazione di cibi di alta qualità e sicurezza PRODUZIONE ALIMENTI CON FUNZIONALITÀ NUTRIZIONALI E SALUTISTICHE Sviluppo alimenti e ingredienti funzionali Specifiche relazioni dieta-salute e caratteristiche salutari dei cibi o di singoli composti Cibi su misura concepiti per rispondere a specifici gruppi di consumatori (PAN - Preference, Acceptance, Needs) PRODUZIONI ALIMENTARI SOSTENIBILI Nuovi approcci biotecnologici per trasformare rifiuti biologici e sotto-prodotti di origine agro-industriale in prodotti bio ad elevato valore aggiunto QUALITÀ E SICUREZZA DEGLI ALIMENTI Nuove metodologie e tecniche efficienti, sensibili, robuste, rapide ed economiche per il controllo della qualità e sicurezza di mangimi e cibi Sistemi innovativi per la tracciabilità dei cibi Strumenti di valutazione rapida e modelli predittivi per stimare durata, qualità, sicurezza e livello potenziale di accettazione del consumatore CONFEZIONAMENTO INNOVATIVO Tecnologie avanzate e flessibili per il confezionamento attivo, intelligente e sostenibile Materiali e tecnologie per il confezionamento biodegradabile TOTALE La distribuzione dei progetti riportata nella tavola seguente mette in evidenza una forte concentrazione dei progetti nell area dei nuovi processi industriali per la produzione di cibo (23% dei progetti totali e 47% delle risorse) e nell area del packaging (6% dei progetti e 18% delle risorse totali). In particolare le tecnologie migliorative per la lavorazione di cibi di alta qualità e sicurezza, l automazione e i controlli intelligenti, le tecnologie avanzate e flessibili per il confezionamento attivo, intelligente e sostenibile ricoprono un ruolo centrale. Ciò riflette senza dubbio le caratteristiche del tessuto produttivo locale tradizionalmente forte nella produzione di macchine industriali. 46

47 Senza dimenticare le differenze tra questi progetti regionali e quelli del 7 Programma Quadro, caratterizzati da taglia e complessità maggiore 5, possiamo leggere questi dati in relazione ai risultati del confronto tecnologico tra i laboratori della Rete e i Best Performer europei. Il messaggio più importante che se ne ricava è l evidente divaricazione che esiste tra le aree di ricerca e gli ambiti tecnologici caratterizzati da rilevanza crescente a livello europeo e la domanda delle imprese (locali), orientata verso ambiti a crescita stabile piuttosto che alla frontiera. I dati sulla domanda suggeriscono in altri termini di tener presente che alcuni degli ambiti a rilevanza stabile sono di importanza centrale per le imprese locali, in particolare le PMI. In definitiva i laboratori della Rete si trovano ad operare in un contesto competitivo complesso caratterizzato da un binario a doppia velocità: Il primo, in cui la funzione di traino viene svolta dalla ricerca europea di frontiera e dove la presenza della Rete da protagonista è comunque fondamentale per evitare di essere relegati ai margini dei mercati globali più dinamici; Il secondo, trainato prevalentemente dalla domanda locale di Piccole e Medie Imprese e tradizionalmente sovvenzionato dal policy maker nazionale/regionale, dove è pure importante la presenza, anche e soprattutto in un ottica di sopravvivenza economica e per contribuire a perseguire gli obiettivi di sviluppo territoriale cha la Regione si pone. Il segreto del successo e la sostenibilità futura dei laboratori risiede probabilmente nella capacità di gestire al meglio questa divaricazione, mettendo a punto una strategia per il futuro che miri a coinvolgere maggiormente le imprese locali, soprattutto le piccole imprese, spingendole verso attività, processi e prodotti a maggiore contenuto di ricerca e innovazione di frontiera e verso la partecipazione alle reti di cooperazione internazionale, in tal modo accorciando in parte la distanza tra i due driver della crescita. 5 I progetti regionali esaminati sono caratterizzati da una varianza marcata ma in media il loro valore (nell ordine di 600 keuro) è una frazione della media FP7 (3.5 meuro). 47

48 1.4 Altri elementi di confronto: capacità di relazione e sostenibilità dei laboratori Nella fase Technology Assessment che ha condotto alla stesura della prima relazione semestrale 2012, è stata completata un analisi comparata dei laboratori della Rete finalizzata a valutare la posizione relativa di ciascuno di essi rispetto ai seguenti criteri: rilevanza e grado di innovatività delle competenze dichiarate, attività brevettuali, capacità effettiva e potenziale di generare spin-off, conoscenza/consapevolezza del proprio posizionamento competitivo, rapporti con le imprese, propensione a migliorare le azioni di collegamento, networking e marketing, visione e strategie per il futuro. A ciascun laboratorio è stato assegnato un punteggio sintetico 6 da scarso a ottimo, relativamente ai suddetti criteri, sulla base delle informazioni raccolte per mezzo del questionario inviato ai laboratori e analizzato dai tecnologi, delle interviste con i responsabili scientifici dei laboratori (realizzate tra la fine del 2011 e l inizio del 2012) e infine sulla base dei dati di monitoraggio della Regione relativi al primo anno di attività dei centri 7. In questo paragrafo riprendiamo le principali conclusioni del rating relativo ai laboratori dell agroalimentare integrandole con i risultati dell analisi comparata tra i laboratori e il Best Performer. In particolare ci concentriamo sui temi su cui l esperienza del Best Performer può fornire un valore aggiunto alle attività future della Rete RICERCA COOPERATIVA Dall esercizio di rating è emerso che i laboratori nel settore agroalimentare possono contare su competenze scientifiche rilevanti per tradizione, storia e knowledge-base della regione in questo settore. Tuttavia non sembrano del tutto consapevoli dei propri punti di forza e non sempre riescono a sfruttare e promuovere le proprie potenzialità al meglio. Si tratta di una conclusione che la comparazione tecnologica con il Best Performer discussa nel paragrafo precedente indirettamente conferma. I laboratori coprono la maggior parte degli ambiti tecnologici chiave nel panorama europeo tuttavia operano in maniera limitata negli ambiti il cui obiettivo è quello di rafforzare networking e cooperazione internazionale in materia di ricerca e sviluppo, e non indicano queste tra le aree strategiche dei prossimi anni. L apertura internazionale è certamente uno dei principali punti di forza del WUR e, come abbiamo sottolineato, un importante elemento esplicativo è la scelta fatta nel corso degli anni di adottare progressivamente l inglese come lingua di lavoro. Ciò ha permesso di attrarre studenti e ricercatori e di 6 Per maggiori informazioni sulla metodologia di rating si rimanda alla Prima relazione semestrale Il lavoro è stato svolto durante l avvio del progetto Tecnopoli; esso si concentra quindi sulla fase di partenza dei laboratori, sia sotto il profilo amministrativo e organizzativo, sia sotto quello dello svolgimento del programma di lavoro. 48

49 imprimere una spinta considerevole alla partecipazione agli schemi europei di finanziamento ed alle piattaforme tecnologiche. Gli schemi di finanziamento più importanti includono non solo il 7 Programma Quadro ma anche i bandi di ricerca e di studio assegnati direttamente da varie Direzioni Generali della Commissione, lo schema COST (EU Cooperation in Science and Technology) ed ERA-NET (per maggiori informazioni si veda il caso studio allegato). Va sottolineato che nonostante lo sforzo di partecipazione ai programmi internazionali di ricerca e i buoni risultati raggiunti sul piano della cooperazione internazionale e del networking, il WUR evidenzia come vi sia in generale una scarsa propensione da parte di ricercatori nell assumere la leadership dei progetti internazionali a causa del fatto che sono molto dispendiosi e non adeguatamente compensati. In considerazione dei rilevanti spillover di tali attività non solo da un punto di vista sociale ma anche in relazione alla competitività degli attori che vi prendono parte, ciò meria la messa a punto di adeguati meccanismi di incentivo a cui il policy maker può dare un contribuito rilevante, in Olanda così come in Emilia-Romagna RAPPORTI CON LE IMPRESE, TRASFERIMENTO TECNOLOGICO E SOSTENIBILITÀ Dal rating è emerso che i rapporti con le imprese sono discreti ma largamente migliorabili e possono essere estesi ad un mercato ben più vasto territorialmente. Il potenziamento della capacità di networking e cooperazione internazionale, sopra auspicato, può giocare un ruolo fondamentale anche da questo punto di vista. Come è emerso dai questionari e dalle interviste, rispetto alle caratteristiche strutturali del comparto produttivo, i laboratori della Rete possono rivolgersi a due diverse tipologie di impresa, ciascuna delle quali caratterizzata da diversi fabbisogni di ricerca. Un primo target è la piccola impresa che ha un esigenza di innovazione latente. In questo caso i laboratori devono lavorare per trasferire loro le conoscenze e competenze di base di cui sono in parte sprovviste, incoraggiandole e accompagnandole in un processo di crescita. In generale, si tratta di trasferire soluzioni organizzative e gestionali già esistenti che vanno adattate alle specificità delle diverse aziende; queste soluzioni possono portare alle imprese dei vantaggi e dei risparmi immediati (ad esempio migliore gestione energetica degli impianti, riduzione dei consumi, contenimento degli impatti ambientali dei reflui, sicurezza e igiene delle produzioni). Il secondo target include invece le imprese medie e medio-grandi che operano sulla frontiera della conoscenza e che hanno già al proprio interno competenze tecnico-scientifiche di alto livello. Con queste imprese è possibile applicare metodi analitici innovativi e ottimizzare i processi e le strategie di controllo industriale, oltre che sviluppare nuovi prodotti e servizi, sfruttando la multidisciplinarietà delle competenze e le strumentazioni dei laboratori. La propensione a rafforzare le reti di collaborazione laboratorio-impresa è buona in alcuni casi (e.g. CRPA), mentre in altri può essere incrementata. Un iniziativa particolare per rafforzare i 49

50 collegamenti e stimolare l interesse delle imprese è stata realizzata da SITEIA PARMA che predispone e distribuisce documenti informativi sui requisiti normativi di legge per le aziende del comparto alimentare per promuovere il loro adempimento e, contemporaneamente, la propria offerta di servizi e ricerca. Se guardiamo al Best Performer, risulta evidente che il settore privato è un importante fonte di finanziamento del WUR e lo sarà in misura crescente nel futuro poiché tutte le generose fonti di finanziamento pubblico nazionali hanno subito negli ultimi anni (e continuano a subire) un inesorabile ridimensionamento. Il principale strumento utilizzato dal WUR per interfacciarsi con le imprese è quello dei contratti di partenariato pubblico-privato con cui l istituto coinvolge sia imprese medio-grandi dotate di laboratori propri, sia PMI prevalentemente interessate al pronto utilizzo delle innovazioni generate dalla ricerca. La collaborazione pubblico-privata assicura che gli investimenti siano sia economicamente giustificati che scientificamente rilevanti. Il policy maker nazionale ha di recente impresso un forte impulso al ricorso alle partnerships in materia di ricerca in Olanda incentivando la nascita delle Knowledge and Innovation Top Consortia (KITCs). La presenza del governo in questi consorzi inserisce un terzo requisito, accanto alla rilevanza economica e scientifica, nel design dei progetti: che soddisfino un numero limitato di priorità e interessi collettivi individuati settorialmente a livello centrale. Questo è il caso dei menzionati KITCs agro-food e ortofrutticoltura a cui il WUR partecipa in modo deciso. I KITCs incanalano le risorse pubbliche disponibili e operano nei settori chiave decisi dal centro sulla base di programmi di innovazione quadriennali che individuano quote minime di finanziamento privato per ogni fase delle attività di ricerca, dalla ricerca di base allo sviluppo. Si tratta di strumenti utili di cui la regione Emilia-Romagna non è sprovvista, seppur in forme diverse, ma certamente replicabili e perfettibili. L analisi comparata ha evidenziato che i laboratori della Rete, pur essendo vocati alle attività di trasferimento tecnologico che rappresentano un elemento fondamentale della propria missione, mostrano spesso debolezze anche su questo piano, come del resto ci si può attendere alla luce delle considerazioni appena fatte sui rapporti con le imprese in generale. La capacità di generare spin-off, uno dei principali veicoli di trasferimento, è anch essa molto debole. Questo risultato è confermato dalla comparazione con il Best Performer in cui è stato evidenziato che solamente SITEIA Parma individua tra gli ambiti tecnologici chiave per il futuro un modello di trasferimento tecnologico finalizzato a potenziare la capacità di innovazione delle PMI alimentari. Negli altri casi sembra assente una strategia specifica e codificata in questa direzione. Il tema delle strategie deboli è una questione ampia che condiziona l efficacia non solo del trasferimento ma di tutte le attività svolte dai laboratori. Dalle indagini svolte è emerso che un numero cospicuo di laboratori possiede idee piuttosto vaghe su visione del futuro, obiettivi di crescita e azioni da mettere in campo. Mentre la maggioranza dei laboratori ha una visione abbastanza chiara degli ambiti scientifico- 50

51 tecnologici più importanti e delle tecnologie chiave ad essi associate, gli aspetti che sembrano più deboli sono quelli legati alla programmazione delle attività, all individuazione di tempi, target di risultato e milestones, al monitoraggio e ai meccanismi necessari per assicurarsi che i piani procedano come previsto. Dal punto di vista gestionale è dunque auspicabile un passo in avanti di quei laboratori ancora troppo distanti dai fabbisogni e dai tempi di lavoro delle imprese. Come sottolineato nella precedente relazione semestrale, l attività svolta nell ambito della Rete e all interno delle piattaforme tematiche può essere un utile occasione per l apprendimento reciproco se maggiormente orientata alla diffusione delle buone prassi anche dal punto di vista delle strategie e dei risultanti piani di azione. 51

52 1.5 Rating complessivo L analisi svolta nei capitoli 1, 2 e 3 del presente rapporto ha esaminato i principali fattori da cui dipende la competitività e la sostenibilità dei laboratori della piattaforma agro-alimentare della Rete alta-tecnologica dell Emilia-Romagna: Coerenza con lo scenario tecnologico europeo e con le strategie del Best Perfomer Rispondenza alla domanda tecnologica locale Capacità organizzativa, relativamente all instaurazione di collaborazioni fruttifere con altri attori della ricerca internazionale e all attitudine a fornire servizi di trasferimento tecnologico. Le sezioni del testo forniscono un analisi dettagliata di questi aspetti, concorrendo a formare un giudizio complessivo che sintetizziamo per ciascun laboratorio nella matrice sottostante: Tabella 8 - Rating complessivo 1 Coerenza con lo scenario tecnologico europeo e foresight 2 Coerenza con le caratteristiche della domanda locale 3 Organizzazione sostenibile BIOGEST CIM CIPACK CIRI AGR CRPA LAB SITEIA PR Legenda: = Alto = Medio-alto = Medio = Medio-basso = Basso Scenario europeo e foresight. I laboratori della rete lavorano sulle principali aree e tecnologie critiche su cui si concentra l attività di ricerca in Europa. Se consideriamo le prospettive di crescita di ciascun ambito fornite dai Best Performer, possiamo differenziare tra laboratori che sono orientati verso gli ambiti più promettenti e hanno fornito informazioni di dettaglio sulle strategie critiche per il futuro e laboratori che non hanno strategie robuste o non hanno fornito informazioni sufficienti per valutarne la coerenza. Complessivamente il grado di copertura e l allineamento con le strategie più promettenti risultano buoni. 52

53 Caratteristiche della domanda locale. La rispondenza alla domanda locale rappresentata dai progetti di ricerca e sviluppo finanziati dalla Regione è molto alta per alcuni laboratori che lavorano simultaneamente su più fronti su cui si concentrano le attività delle imprese, più circoscritta per altri ma in generale il grado di allineamento con i desiderata delle imprese è elevato. Un aspetto importante è la divaricazione tra ricerca europea di frontiera e domanda locale molto più orientata all innovazione pronta all uso. Dalla capacità di gestire strategicamente questa divaricazione dipende in larga misura la competitività dei laboratori. Organizzazione sostenibile. La capacità di stabilire collaborazioni feconde con altri attori della ricerca internazionale e di rafforzare i rapporti con le imprese è un aspetto migliorabile per tutti i laboratori della piattaforma. Da un organizzazione efficace sotto questo profilo dipendono: la possibilità di rimanere agganciati ai leader internazionali della ricerca, la capacità di offerta di servizi di trasferimento tecnologico competitivi e, in ultima istanza, la sostenibilità della Rete. Lo scambio di buone prassi tra laboratori della Rete e lo scouting delle azioni più innovative messe in campo dai Best performer europei risultano fondamentali per il rafforzamento dei laboratori dal punto di vista organizzativo. In definitiva, pur senza ridimensionare l importanza degli scenari europei e la domanda a cui la Rete deve necessariamente rimanere agganciata, gli aspetti organizzativi risultano al momento il fattore di maggiore debolezza per la piattaforma. La mappa che segue mostra il posizionamento dei laboratori rispetto a due dimensioni: (1) performance attuale e (2) potenziale di crescita, costruite rispettivamente sulla base dei dati di monitoraggio della Rete e delle informazioni raccolte per mezzo del questionario e durante le interviste 8. La questione della debolezza organizzativa riguarda tutti i laboratori ma in particolare quelli che dall analisi dei dati raccolti sono risultati caratterizzati da una performance meno soddisfacente e da un potenziale di crescita più limitato di altri. Dall incrocio delle due dimensioni emerge che vi sono laboratori caratterizzati da un punteggio sopra la media sia in termini di performance corrente sia di potenziale (SITEIA Parma e CRPA Lab). Questi devono certamente migliorare dal punto di vista organizzativo ma risultano ad oggi quelli meglio attrezzati e sostenibili. 8 La dimensione performance attuale raccoglie in un indice sintetico i dati relativi a risultati della ricerca, commesse e collaborazioni; la dimensione potenziale di crescita sintetizza i dati raccolti per mezzo del questionario e delle interviste in merito a: competenze, propensione a migliorare il networking con le imprese, visione e strategia per il futuro. 53

54 Figura 2 Posizionamento dei laboratori rispetto alla performance attuale e al potenziale di crescita Fonte: elaborazione Ismeri Europa su dati di monitoraggio, questionari e interviste. Alcuni laboratori si caratterizzano per una performance attuale sotto la media ma allo stesso tempo dimostrano un potenziale di crescita considerevole (CIM e BIOGEST). Ciò emerge dalle informazioni raccolte sulle strategie, sulla propensione a rafforzare le reti etc. È fondamentale verificare sistematicamente che gli sforzi messi in campo da questi soggetti producano un impatto positivo sulla performance migliorandone la competitività e la sostenibilità di lungo periodo. Infine vi sono altri laboratori la cui performance attuale è prossima alla media del gruppo ma che si caratterizzano per un limitato potenziale di crescita (CIRI, CIPACK). Sono questi i laboratori dove vanno compiuti i maggiori sforzi per migliorare l efficacia dell organizzazione, il networking con altri soggetti della ricerca e le relazioni con le imprese. 54

55 2 SEZIONE 2: Technology Assessment della Piattaforma Energia e Ambiente 2.1 Introduzione Il benchmarking esterno mette a confronto la performance dei laboratori di ricerca della Rete Alta Tecnologia con quella di organizzazioni omologhe, ritenute tra le migliori in Europa. Costituisce una fase importante del processo di valutazione tecnologica condotto allo scopo di verificare se la Rete Alta Tecnologia, attraverso i laboratori di ricerca che la compongono, sia riuscita nell intento di incidere sull evoluzione tecnologica delle imprese e per questa via sulla competitività del sistema industriale. Sul piano operativo si pone in linea di continuità rispetto alle numerose operazioni condotte al fine di approfondire la conoscenza della Piattaforma, analizzare gli aspetti legati alla propensione alla ricerca e all applicazione dei suoi risultati da parte delle imprese, nonché valutare l efficacia delle misure disposte dalla Regione per il sostegno alla ricerca industriale. 2.2 Posizionamento tecnologico dei Laboratori Regionali La Piattaforma Energia e Ambiente annovera sette laboratori che sviluppano e trasferiscono alle imprese tecnologie e metodologie per il rimedio ambientale, il controllo e la gestione delle risorse naturali e lo sviluppo di fonti e soluzioni energetiche alternative. Il Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale (CIRI) Energia e Ambiente dell Università di Bologna è organizzato in quattro unità operative: UO Bioenergie - specializzata nella progettazione e realizzazione di filiere energetiche da biomassa agro-forestale e nello sviluppo di nuove soluzioni tecnologiche per la conversione termochimica e per l impiantistica di conversione dei biocombustibili in energia. UO Biomasse specializzata nello sviluppo di tecnologie innovative di conversione energetica mediante l integrazione dei processi di pirolisi e digestione anaerobica, nonché in nuove soluzioni per la valorizzazione degli scarti dei processi biotecnologici. UO REACH specializzata in ricerca chimica ed ecotossicologica per applicazioni del regolamento REACH attraverso la definizione di nuovi metodi analitici per test, prove e studi ambientali finalizzati alla registrazione e alla valutazione degli effetti inquinanti delle sostanze chimiche utilizzate o prodotte in ambito industriale, nonché processi innovativi per la loro riduzione basati sull impiego delle nanotecnologie e biotecnologie. 55

56 UO Ecodesign specializzata nello sviluppo di modelli innovativi per l ecodesign industriale, di sistemi per il recupero dei rifiuti (bioraffinerie, chemicals) e di metodi per la gestione sostenibile del ciclo di vita dei prodotti. Il Centro Ricerche Produzioni Animali (CRPA-LAB) di Reggio Emilia opera congiuntamente sulle piattaforme regionali Agroalimentare e Energia e Ambiente. In ambito energetico, il laboratorio è specializzato nello sviluppo di nuove tecnologie e metodologie per la caratterizzazione chimico-fisica e la valorizzazione ai fini energetici degli scarti agroalimentari. A tal fine, sviluppa nuove soluzioni per la digestione anaerobica per la produzione di biogas e biometano, nuove tecnologie per il pretrattamento delle biomasse al fine di aumentarne le rese energetiche e nuove soluzioni per il trattamento postdigestione per la riduzione o il recupero/riutilizzo dei co-prodotti e nutrienti. Il Laboratorio LAERTE dell ENEA opera su tre ambiti scientifico-tecnologici distinti: Efficientamento energetico degli edifici: impiego di energie rinnovabili e materiali avanzati (nuovi modelli di simulazione, prototipi, verifiche sperimentali, bilanci energetici, qualificazione termica e ambientale di nuovi materiali); Soluzioni e applicazioni innovative per la sicurezza e la sostenibilità di impianti industriali, infrastrutture ed edifici con approccio multi rischio (materiali innovativi per la protezione termica e meccanica, dispositivi e sistemi di protezione, nuove metodologie di simulazione termostrutturale); Riconversione dei sistemi di riscaldamento per opere civili e per impianti industriali (ricerca e sviluppo di nuovi impianti e singoli componenti per l uso razionale dell energia, nuove soluzioni per la conversione dei sistemi tradizionali di climatizzazione in sistemi innovativi ad energia rinnovabile: mini e micro cogeneratori, sonde geotermiche, scambiatori di calore, celle a combustibile, materiali e rivestimenti). Il Laboratorio LECOP, anch esso dell ENEA, è costituito da tre unità di ricerca: L unità LEI, specializzata nella definizione e applicazione delle metodologie di Life Cycle Assessment e ecodesign industriale; L unità (IDRA) che si occupa di gestione delle risorse idriche e sviluppo di nuove tecnologie per il recupero energetico da acque reflue (tecnologie per la riduzione dei consumi, per la depurazione, il riuso e la valorizzazione delle acque, sia in ambito civile che per il settore agricolo e il comparto industriale); L unità QA specializzata sui temi dell inquinamento atmosferico, e in particolare nella definizione di nuovi strumenti e modelli per la valutazione delle politiche ambientali e delle misure di mitigazione, 56

57 di protocolli e procedure per il campionamento e l analisi degli inquinanti atmosferici, e di soluzioni tecnologiche innovative per il contenimento e la riduzione delle emissioni inquinanti. Il Laboratorio PROAMBIENTE del CNR di Bologna è specializzato nel controllo e rimedio ambientale: Controllo ambientale metodologie e strumentazione innovative per il monitoraggio ambientale e del patrimonio culturale (strumenti e sistemi integrati, in-situ o remote sensing, per il monitoraggio in atmosfera e in ambienti confinati, sistemi di controllo e trasmissione dati, nanotecnologie a basso consumo energetico, metodologie innovative per il monitoraggio microclimatico finalizzato alla conservazione del patrimonio culturale, sistemi integrati per il monitoraggio e la gestione dell ambiente marino e delle aree costiere), sistemi avanzati di modellistica ambientale e servizi per la certificazione ambientale. Rimedio ambientale - ricerca e sviluppo di materiali, tecniche, metodologie, sistemi e servizi per la compensazione e mitigazione delle esternalità ambientali, con particolare riguardo alla depurazione, purificazione e decontaminazione delle risorse naturali e dei comparti ambientali. Il Laboratorio Terra&AcquaTech svolge attività di ricerca e trasferimento in due ambiti scientificotecnologici: Metodologie e tecniche per la qualità delle acque e la gestione delle reti idriche (caratterizzazione degli acquiferi e idrogeologia applicata al cuneo salino, bioindicazione delle acque e biogeochimica per applicazione della direttiva nitrati, ingegneria sanitaria ambientale, nuovi materiali polimerici per il trasporto, la distribuzione e il trattamento delle acque potabili, per impianti depurativi industriali, impianti sanitari, strutture off-shore, opere elettromeccaniche e dighe). Metodologie innovative per l analisi di matrici complesse di interesse agro-ambientale, studi di materiali elettrodici per la sanificazione ambientale, sviluppo di sensori e unità di monitoraggio per specifici settori di applicazione (agroalimentare e industriale); metodologie e tecnologie per la tutela e il recupero delle biomasse vegetali e per la valorizzazione di sottoprodotti agricoli e agroindustriali. 57

58 ENEA Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R Tabella 9 - Ambiti di specializzazione dei laboratori regionali LAB_RER CIRI ENERGIA E AMBIENTE CRPA-LAB CONSORZIO LEAP PROAMBIENTE TERRA&ACQUA-TECH LAERTE LECOP PRINCIPALI AMBITI DI SPECIALIZZAZIONE Bioenergie Biomasse Registration Evaluation and Authorization of Chemicals (REACH) Ecodesign industriale, recupero rifiuti e ciclo vita dei prodotti Caratterizzazione scarti e sottoprodotti organici. Valorizzazione energetica e di materia di scarti e sottoprodotti agroalimentari Generazione di energia termica ad alta efficienza Energia da rifiuti, biomasse e residui Tecnologie per l utilizzo dei combustibili fossili e la cattura della CO 2 Energie rinnovabili o assimilate Controllo Ambientale: monitoraggio ambientale e del patrimonio culturale. Rimedio Ambientale: compensazione e mitigazione delle esternalità. Risorse e Reti idriche Miglioramento ambientale/recupero risorse di interesse agroambientale Efficientamento energetico degli edifici Sicurezza e sostenibilità di infrastrutture, impianti ed edifici Riconversione sistemi di riscaldamento e raffrescamento per opere civili e impianti industriali LCA ed ecodesign per l innovazione. Gestione delle acque e recupero energetico dalle acque reflue. Modelli di inquinamento atmosferico 2.3 Energia: Scenario tecnologico Lo scenario tecnologico, costruito sulla base delle analisi dei principali documenti strategici e attuativi in ambito comunitario (FP7 e roadmap delle Piattaforme Tecnologiche Europee) e dei trend dominanti di settore, considera sette aree prioritarie di ricerca, ciascuna delle quali è successivamente declinata in linee di ricerche e/o tecnologie prioritarie. 1. Cambiamenti Climatici e Carbon Cycle Le tendenze a livello mondiale comporteranno nei prossimi anni una produzione crescente di CO 2 per effetto dei maggiori consumi energetici a livello globale. Lo scenario zero, in assenza di interventi rilevanti, ne prevede entro la fine del prossimo ventennio un aumento del 60% rispetto ai valori attuali. Agli impianti alimentati a combustibili fossili è associata la quota più rilevante di emissioni in atmosfera. Le ricerche in questo ambito sono finalizzate alla riduzione delle emissioni degli impianti, agendo sui processi di combustione e sul rendimento complessivo di conversione, e al potenziamento e diffusione delle tecnologie di cattura e stoccaggio della CO 2 (CCS - Carbon Capture Storage). Tecnologie, componenti e sistemi per la separazione e la cattura della CO 2 negli impianti industriali Tecnologie e sistemi per il trasporto della CO 2 58

59 Tecnologie di stoccaggio della CO 2 e metodologie innovative per l identificazione e la caratterizzazione dei siti Altri topic di ricerca per la riduzione dei gas ad effetto serra (GHG) negli impianti energetici Altre iniziative (studi, analisi e progetti di coordinamento, inclusi gli aspetti normativi) 2. Sistemi e Tecnologie Innovative per lo Stoccaggio Energetico Questo ambito di ricerca considera i progetti per lo sviluppo di soluzioni di nuova generazione per lo stoccaggio dell energia, sia in ambito abitativo industriale che per l autotrazione. Si tratta di tecnologie in continua ascesa, per la potenzialità di integrarsi con impianti a fonti rinnovabili, consentendo un bilanciamento della produzione di energia e dei consumi a fronte di un intermittenza di funzionamento. Lo sviluppo di queste tecnologie garantisce inoltre una gestione maggiormente efficiente delle reti di trasmissione e di distribuzione e ulteriori applicazioni nel campo dell efficienza energetica e della mobilità sostenibile. Sistemi di accumulo di energia compatti, ad alta densità e rapido rilascio Sistemi innovativi di stoccaggio per le reti di distribuzione di energia elettrica Materiali, tecnologie e processi innovativi per dispositivi di accumulo elettrico in applicazioni automotive 3. Tecnologie di Rete Questa area di ricerca considera le iniziative per lo sviluppo di nuove tecnologie per la gestione ottimale e la sicurezza delle reti di trasmissione e distribuzione dell elettricità. Il passaggio alle "reti intelligenti" (Smart Grid) richiede lo sviluppo di nuove architetture, strategie e sistemi di automazione sempre più efficaci e sensibili per il controllo e la gestione attiva (Active Network Management ANM) dei carichi e dei nuovi requisiti d uso. Un ulteriore evoluzione è prevista per lo sviluppo di nuove metodologie e strumenti (dispositivi di misura, sistemi di protezione intelligenti, modelli e sistemi di calcolo) per la sicurezza del sistema elettrico al fine di incrementarne la capacità di fronteggiare e superare eventuali contingenze, minimizzandone le conseguenze. Strategie, architetture e dispositivi per le reti elettriche di distribuzione attive Sistemi innovativi per la diagnosi, la sorveglianza, la manutenzione e il controllo delle reti elettriche di trasmissione e dei nodi di connessione Risk Assessment e dispositivi innovativi per la sicurezza del sistema elettrico Altre iniziative (studi, progetti di coordinamento, Forecasting Analysis, ecc.) 59

60 4. Efficienza Energetica nell Industria Questa area considera tutte le iniziative per l efficientamento energetico dei processi produttivi, con particolare riferimento alle industrie maggiormente energy intensive. Questo obiettivo può essere raggiunto grazie all implementazione di metodologie di analisi avanzate, all applicazione di nuovi materiali e allo sfruttamento delle tecnologie ICT e della meccatronica per il controllo e la gestione ottimale degli impianti e dei processi industriali. Ulteriori iniziative riguardano l integrazione in ambito industriale delle fonti rinnovabili (ad esempio attraverso il recupero di energia dagli scarti di produzione). Materiali avanzati, nuovi componenti e dispositivi per la riduzione dei consumi energetici nei processi produttivi Nuovi materiali, componenti e tecnologie per il miglioramento dell'efficienza degli impianti termici industriali (scambiatori di calore, caldaie, ecc.) Energy Management System Altre Iniziative (progetti dimostrativi, attività di coordinamento, azioni strategiche, ecc.) 5. Efficienza Energetica nell Edilizia L utilizzo delle energie rinnovabili può essere una fonte importante di risparmio energetico. I progetti in tale area si focalizzano sull applicabilità in ambito civile e sulla fruibilità dei diversi tipi di impianto, dal punto di vista sia tecnico che economico. Un area prioritaria è quella delle costruzioni: molte sono le ricerche finalizzate al risparmio energetico, tramite lo sviluppo di nuovi materiali e soluzioni per l isolamento termico o lo stoccaggio di energia, e all aumento dell efficienza energetica degli edifici, attraverso innovazioni nell impiantistica, nella progettazione e nella ristrutturazione in ottica energetica del costruito. Clean Buildings (ricerca integrata su sistemi ICT, componenti intelligenti, risorse rinnovabili, ecc.) Soluzioni innovative per la produzione, l accumulo e l'uso dell energia per la climatizzazione di ambienti e il riscaldamento di acqua calda sanitaria Materiali avanzati e nuove tecnologie per sistemi di isolamento ad alta prestazione (per nuove costruzioni o per ristrutturazione energetica del costruito) Sistemi per la modellazione, il controllo e la gestione dei consumi energetici Soluzioni innovative di illuminotecnica per la riduzione dei consumi Progetti dimostrativi di larga scala 60

61 Altre Iniziative (attività di coordinamento, azioni strategiche, ecc.) 6. Idrogeno e Celle a Combustibile La ricerca in materia di idrogeno si muove in due direzioni: migliorare le tecnologie esistenti e sperimentare nuovi metodi di produzione, stoccaggio e trasporto. Tutte le ricerche hanno l obiettivo di abbattere i costi costruttivi ed operativi delle soluzioni in uso, riducendo la quantità dei materiali impiegati e aumentando i rendimenti di conversione degli impianti. Le celle a combustibile hanno un ampio potenziale di sviluppo, tenuto conto sia della possibilità di un loro utilizzo in sistemi energetici di generazione distribuita, sia degli sviluppi attesi nel campo dei biocombustibili e soprattutto nella produzione e stoccaggio dell idrogeno. Anche nell ambito dei trasporti le applicazioni delle celle a combustibile sono numerose sia per la trazione che per unità elettriche ausiliari. In generale, le ricerche hanno l obiettivo di colmare i principali gap tecnologici oggi esistenti, riducendo il grado di complessità costruttiva delle celle, e di superare i principali vincoli di carattere economico, riducendo i costi elevati di investimento, funzionamento e manutenzione. Nuove tecnologie, materiali e componenti per la produzione e lo stoccaggio dell idrogeno Materiali e processi per celle a combustibile più efficaci ed efficienti Altre Iniziative (progetti strategici e di coordinamento) 7. Energie Rinnovabili 7.1 BIOENERGIA Il settore della bioenergia comprende una serie di tecnologie che vanno dalla valorizzazione energetica dei rifiuti alla produzione di biogas dagli scarti animali, allo sfruttamento di biomasse agroforestali e oli vegetali per produrre energia o carburanti alternativi. La biomassa, se utilizzata in modo sostenibile in tutte le fasi (coltivazione, raccolta, conferimento e conversione energetica), rappresenta una fonte di energia rinnovabile programmabile e disponibile localmente, con previsioni di sviluppo importanti. Il suo impiego può consentire la produzione di energia elettrica e calore limitando le emissioni complessive di CO 2, oltre a rappresentare una possibilità per lo sviluppo di interessanti nicchie di mercato e di specializzazione. Ad oggi, l impiego delle biomasse, soprattutto in relazione ai sistemi di conversione più innovativi, è limitato dalla scarsa competitività delle tecnologie utilizzate se comparate alle fonti tradizionali (combustibili fossili) e ad altre energie rinnovabili. Tecnologie innovative, processi e componenti per il miglioramento dell efficienza dei processi di conversione termochimica della biomassa 61

62 Materiali avanzati, tecnologie e dispositivi per la produzione di biocarburanti Materiali avanzati e tecnologie per la produzione di biocarburanti di seconda generazione (biocarburanti da biomassa lignocellulosica e alghe) Bioraffinerie sostenibili Tecnologie innovative e metodologie per la valutazione del potenziale di produzione di biomassa e biocarburanti 7.2 FOTOVOLTAICO Il solare fotovoltaico è uno dei settori energetici più dinamici. Il continuo sviluppo tecnologico è il principale determinante di questo percorso di crescita e diffusione che sta portando questa tecnologia a competere in termini economici con le fonti energetiche tradizionali. Le sfide nel campo dei sistemi fotovoltaici si associano allo sviluppo di soluzioni innovative in grado di aumentare l efficienza di conversione e contenere i costi di produzione, garantendo al contempo affidabilità e capacità di integrazione con la rete. Un ulteriore tecnologia che desta l interesse di molti attori del settore è il fotovoltaico a concentrazione (CPV Concentrating Photo-Voltaic). Materiali avanzati e tecnologie per il fotovoltaico di prima generazione (celle solari al silicio) Materiali avanzati e tecnologie per il fotovoltaico di seconda generazione (celle solari organiche a film sottili) Materiali avanzati e tecnologie per il fotovoltaico di terza generazione (celle solari organiche e ibride) Tecnologie, materiali e componenti per il fotovoltaico a concentrazione (CPV Concentrating Photo- Voltaic) Altre Iniziative (progetti strategici e di coordinamento) 7.3 ALTRE APPLICAZIONI DELL ENERGIA SOLARE Negli anni recenti, lo sviluppo della tecnologia solare termodinamica ha riacquisito l interesse del sistema scientifico. Il solare termodinamico offre la possibilità di ottenere energia elettrica con cicli completamente rinnovabili, oltre a consentire altre importanti applicazioni in ambito industriale del calore prodotto (ad esempio per la produzione dell idrogeno o per la desalinizzazione delle acque). Il solare termico è, inoltre, una tecnologia considerata matura ma con ancora possibili margini di miglioramento in termini di riduzione dei costi, incremento delle efficienze dei collettori e dei sistemi idraulici. Nuovi materiali, tecnologie e componenti per applicazioni CSP (Concentrating Solar Power) 62

63 Nuovi materiali e strumenti per il miglioramento dell efficienza e dell integrazione degli impianti solari termici Altre Iniziative (progetti strategici e di coordinamento) 7.4 EOLICO Negli ultimi anni, l evoluzione della tecnologia eolica ha prodotto l abbattimento dei costi e la simultanea crescita delle potenze unitarie raggiungibili dagli impianti. Le tendenze più recenti mettono in evidenza una crescita costante nella taglia media degli aerogeneratori, con la realizzazione di sempre più numerosi sistemi di grande potenza (superiore a 1 MW). La tecnologia eolica è generalmente considerata matura se comparata alle altre fonti rinnovabili; tuttavia, gli ulteriori sviluppi hanno un alto contenuto di ricerca e innovazione per migliorare l efficienza e l affidabilità, ridurre i costi e promuovere la compatibilità ambientale dei nuovi impianti. Di particolare interesse, per le grandi potenzialità applicative, sono le ricerche sui sistemi eolici offshore. Soluzioni innovative e strumenti per ottimizzare la progettazione, il funzionamento e la manutenzione degli impianti eolici Tecnologie avanzate, dispositivi e materiali per parchi eolici off-shore ad alta efficienza e affidabilità Modellazione avanzata e nuovi strumenti di forecasting 7.5 ALTRE ENERGIE TINNOVABILI Questa area considera tutte le ricerche per lo sviluppo delle fonti rinnovabili che non rientrano nelle aree descritte in precedenza. In particolare si segnalano le iniziative per lo sfruttamento dell energia del mare (moto ondoso, maree), lo sviluppo di soluzioni per il mini-idrico ad alta efficienza, i sistemi innovativi per lo sfruttamento in ambito civile ed industriale dell energia geotermica. Tecnologie e dispositivi per la conversione sostenibile di energia marina Nuovi o migliorati componenti e soluzioni per il mini-idrico ad alta efficienza Sistemi innovativi per la conversione dell energia geotermica Nuove tecnologie energetiche emergenti 8. Altri temi legati all energia In questa area sono state considerate tutte le iniziative di supporto e coordinamento delle ricerche in ambito energetico, nonché gli studi e le analisi finalizzate alla definizione degli scenari energetici di mediolungo periodo, sia dal lato della domanda (consumi) che dell offerta (produzione, trasmissione e distribuzione). Ulteriori progetti si riferiscono alle iniziative di comunicazione e diffusione in ambito 63

64 europeo dei risultati delle ricerche e alla realizzazione di azioni dimostrative di larga scala capaci di integrare l utilizzo delle diverse fonti rinnovabili con soluzioni innovative di efficienza e gestione energetica. Coordinamento delle politiche e altre azioni di sostegno Analisi delle tendenze e valutazione dei nuovi scenari energetici a lungo termine (tecnologie, cambiamenti comportamentali, ecc) Grandi iniziative di dimostrazione multidisciplinari e multi-obiettivo 64

65 2.4 Ricerca europea e best performers L analisi dei progetti del VII Programma Quadro è lo strumento utilizzato per individuare in modo oggettivo gli istituti o le università capaci di meglio competere nel panorama europeo e gli ambiti e le tecnologie sui quali essi lavorano. Un'estesa partecipazione soddisfa tre requisiti necessari per un best performer: La capacità di produrre ricerca di qualità in linea con i principali trend scientifico-tecnologici di settore. La capacità di collaborare in modo esteso con altri istituti europei e internazionali partecipando attivamente alle reti di ricerca europee che si sono costruite in questi anni. La capacità di rapportarsi e collaborare con le imprese, la cui partecipazione all interno del programma non è affatto trascurabile e che aumenterà in futuro secondo le disposizioni del nuovo programma Horizon L analisi è stata svolta trasversalmente all intero FP7: oltre al sottoprogramma specifico Cooperation- Energy, ha considerato progetti che pur presentati su altri programmi sono riconducibili alle tematiche trattate. È il caso delle applicazioni delle nanotecnologie e dei materiali avanzati all interno di Cooperation- NMP (Nanotech, Materials and Product engineering), delle soluzioni ICT per le energie rinnovabili e l efficientamento energetico (Cooperation-ICT) e dei progetti di ricerca industriale del sottoprogramma Capacities-SME, dove sono le imprese a giocare un ruolo propositivo quali coordinatori di reti con Università e altri istituti pubblici. A queste iniziative, si è aggiunta l analisi dei progetti del programma Ideas (71), presentati da singoli ricercatori che lavorano nelle università e negli istituti di ricerca europei. Con questa premessa, il totale delle risorse è di oltre 3 miliardi di Euro per 590 progetti a cui hanno partecipato poco meno di soggetti tra organizzazioni di ricerca e imprese. Oltre il 48% delle partecipazioni complessive è riferibile ad imprese: il comparto energia registra la più alta quota tra i settori analizzati durante il technology assessment (Agroalimentare, Scienze della Vita e Meccanica e Materiali). Questo dato si lega in particolare alla robusta partecipazione dei maggiori operatori e gestori dei sistemi elettrici dei diversi Paesi europei. Solo il 22% delle partecipazioni è relativo ad università, mentre la restante quota è riferibile ad altri soggetti pubblici e privati (enti e istituti di ricerca, fondazioni, associazioni, istituzioni ed Enti Locali, organizzazioni non profit, etc.). Considerando i dati complessivi (si veda la figura 1), un quarto dei soggetti partecipanti è di due nazioni: la Germania (14%) e il Regno Unito (11%). Performance importanti sono registrate anche da Spagna (10%) e Italia (9%). 65

66 Figura 3 - ENERGIA FP7 (totale) - partecipazioni, progetti e risorse per Paese TOTALE ENERGIA PARTECIPAZIONI PROGETTI RISORSE AUSTRIA 129 2,4% 13 2,2% ,0 1,6% BELGIO 266 4,9% 29 4,9% ,0 4,7% CIPRO 22 0,4% 1 0,2% ,0 0,1% CROAZIA 39 0,7% 2 0,3% ,0 0,1% DANIMARCA 175 3,2% 18 3,1% ,0 4,1% FINLANDIA 120 2,2% 12 2,0% ,0 2,5% FRANCIA 384 7,0% 50 8,5% ,0 10,3% GERMANIA ,3% 88 14,9% ,0 13,8% GRECIA 177 3,2% 20 3,4% ,0 2,8% IRLANDA 67 1,2% 9 1,5% ,0 1,4% ISRAELE 56 1,0% 8 1,4% ,0 0,7% ITALIA 516 9,4% 63 10,7% ,0 13,1% LITUANIA 27 0,5% 1 0,2% ,0 0,1% NORVEGIA 147 2,7% 21 3,6% ,0 4,2% OLANDA 316 5,8% 31 5,3% ,0 4,4% POLONIA 101 1,8% 3 0,5% ,0 0,6% PORTOGALLO 118 2,2% 8 1,4% ,0 1,1% REP. CECA 44 0,8% 1 0,2% ,0 0,0% RUSSIA 25 0,5% 0 0,0% 0,0 0,0% SLOVENIA 52 0,9% 2 0,3% ,0 0,2% SPAGNA 544 9,9% 76 12,9% ,0 15,4% SVEZIA 190 3,5% 21 3,6% ,0 4,3% SVIZZERA 191 3,5% 17 2,9% ,0 2,6% TURCHIA 36 0,7% 2 0,3% ,0 0,1% UK ,7% 87 14,7% ,0 11,1% UNGHERIA 43 0,8% 2 0,3% ,0 0,4% OTHER EUROPEAN COUNTRIES 191 3,5% 4 0,7% ,0 0,3% AFRICA 22 0,4% 0 0,0% 0,0 0,0% ASIA 54 1,0% 0 0,0% 0,0 0,0% NORTH AMERICA 24 0,4% 0 0,0% 0,0 0,0% CENTRAL/SOUTH AMERICA 27 0,5% 0 0,0% 0,0 0,0% OCEANIA 9 0,2% 1 0,2% ,0 0,1% TOTALE ,0% ,0% ,0% AUSTRIA BELGIO CIPRO CROAZIA DANIMARCA FINLANDIA FRANCIA GERMANIA GRECIA IRLANDA ISRAELE ITALIA LITUANIA NORVEGIA OLANDA POLONIA PORTOGALLO REP. CECA RUSSIA SLOVENIA SPAGNA SVEZIA SVIZZERA TURCHIA UK UNGHERIA OTHER AFRICA ASIA NORTH AMERICA CENTRAL/SOUTH OCEANIA PARTECIPAZIONI (n) PROGETTI (n) RISORSE (M ) 66

67 Le partecipazioni delle organizzazioni italiane si dividono in quote quasi eguali sulle iniziative del sottoprogramma Cooperation FP7-Energy (54%) e su quelle degli altri programmi satellite considerati. Questo è un aspetto comune, con leggere variazioni, al Regno Unito e alla Germania. Da sottolineare il peso relativamente più alto delle partecipazioni al programma Cooperation-NMP se confrontato alle altre nazioni europee. Su questo programma vi sono rilevanti iniziative per la ricerca di materiali avanzati e per l applicazione delle nanotecnologie ai diversi ambiti energetici (per le fonti rinnovabili e per l efficientamento e il risparmio energetico in ambito civile e industriale). Una caratteristica italiana è l elevata partecipazione del sistema industriale (il 62% del dato complessivo), quota più alta tra le principali nazioni europee. La stessa analisi dà alcune indicazioni sui sistemi della ricerca nazionali; in particolare spiccano le quote relativamente più alte delle partecipazioni delle università anglosassoni e delle altre organizzazioni pubbliche e/o private francesi sui rispettivi dati nazionali. Figura 5 - Ripartizione delle partecipazioni nazionali per programma Figura 4 - Ripartizione delle partecipazioni nazionali per categoria In Italia (si veda la figura 4), Lombardia e Lazio contano circa la metà delle partecipazioni. Queste regioni insieme al Piemonte fanno, inoltre, circa i 2/3 dei progetti europei coordinati da organizzazioni nazionali. L elevata performance del Lazio si spiega principalmente con l attività di due soggetti: il Gruppo ENEL (che coordina tre progetti per oltre 48 milioni di Euro, oltre a essere partner in altre 23 iniziative) e gli istituti regionali dell ENEA, in particolare il Centro Ricerche Casaccia, con due progetti, per oltre 34 milioni di Euro. 67

68 Figura 6 - L'energia nel VII Programma Quadro: le performance regionali TOTALE ENERGIA PARTECIPAZIONI PROGETTI RISORSE ABRUZZO 4 0,8% 1 1,6% ,0 0,9% CALABRIA 4 0,8% 0 0,0% 0,0 0,0% CAMPANIA 12 2,3% 0 0,0% 0,0 0,0% EMILIA ROMAGNA 25 4,8% 4 6,3% ,0 6,3% FRIULI VENEZIA GIULIA 13 2,5% 0 0,0% 0,0 0,0% LAZIO ,9% 22 34,9% ,0 41,6% LIGURIA 44 8,5% 6 9,5% ,0 9,2% LOMBARDIA ,2% 11 17,5% ,0 13,0% MARCHE 8 1,6% 0 0,0% 0,0 0,0% PA BOLZANO 5 1,0% 0 0,0% 0,0 0,0% PA TRENTO 9 1,7% 1 1,6% ,0 0,0% PIEMONTE 53 10,3% 9 14,3% ,0 1,1% PUGLIA 13 2,5% 1 1,6% ,0 12,8% SARDEGNA 1 0,2% 0 0,0% 0,0 1,8% SICILIA 11 2,1% 0 0,0% 0,0 0,0% TOSCANA 35 6,8% 4 6,3% ,0 0,0% UMBRIA 10 1,9% 4 6,3% ,0 5,6% VALLE D'AOSTA 1 0,2% 0 0,0% 0,0 7,5% VENETO 20 3,9% 0 0,0% 0,0 0,0% TOTALE ,0% ,0% ,0% ABRUZZO CALABRIA CAMPANIA EMILIA FRIULI LAZIO LIGURIA LOMBARDIA MARCHE MOLISE PA BOLZANO PA TRENTO PIEMONTE PUGLIA SARDEGNA SICILIA TOSCANA UMBRIA VALLE D'AOSTA VENETO PARTECIPAZIONI (n) PROGETTI (n) RISORSE (M ) 68

69 L Emilia Romagna ha una performance molto bassa: conta appena 25 partecipazioni e solo 4 progetti coordinati, per un totale poco superiore ai 25 milioni di Euro. Nel dettaglio: L Università di Bologna coordina il progetto sul fotovoltaico PHOTOSI, Silicon nanocrystals coated by photoactive molecules: a new class of organic-inorganic hybrid materials for solar energy conversion nell ambito del programma Ideas. L Università degli Studi di Parma il progetto ALPINE, Advanced Lasers for Photovoltaic Industrial processing Enhancement nell ambito del programma Cooperation-NMP. Gli altri 2 progetti vedono come capofila due imprese regionali: la BECAR Srl che coordina l iniziativa ECOSOLE ( Elevated Concentration photovoltaic solar energy generator and fully automated machinery for high throughput manufacturing and testing ) e la LATERIZI GAMBETTOLA Srl che coordina la ricerca FRESH NRG ( FREsnel for Solar Heat with New Receiver and Geometry ) sui collettori solari a media temperatura. Nelle iniziative con capofila imprese emiliane non partecipa alcuna organizzazione di ricerca regionale, mentre sono coinvolte università (l Universidad Politecnica de Madrid, la Ben-Gurion University Of The Negev, la Cranfield University, ecc.) e altre organizzazioni di ricerca straniere (ad esempio il Fraunhofer). Gli unici soggetti pubblici regionali a partecipare a più di un progetto sono l Università di Bologna, partner in altre due iniziative (CORES e GREENSYNGAS) nell ambito del programma Cooperation-Energy, e le sedi regionali del CNR che partecipano in qualità di partner alle iniziative NASCENT e MESSIB del programma Cooperation-NMP. La figura 5 riporta le partecipazioni, i progetti e le risorse per ciascuna delle aree di ricerca dello scenario di riferimento, a loro volta declinate in ambiti scientifico-tecnologici prioritari. Bioenergia (circa 514 milioni di Euro, 17% del totale), Solare Fotovoltaico (circa 380 milioni di Euro, 12% sul totale) e Efficienza energetica nelle costruzioni (circa 374 milioni di Euro) sono le tre aree su cui è confluito il maggior quantitativo di risorse finanziarie. Il peso delle altre aree di ricerca varia tra poco più del 3,5% per le Tecnologie Innovative per lo Stoccaggio e Idrogeno e Fuel Cells a oltre il 10% per gli ambiti Climate Change & Carbon Cycle e Tecnologie di Rete. La figura 6 dà uno spaccato delle partecipazioni, progetti e risorse nell area delle energie rinnovabili per ciascuna fonte considerata. 69

70 Figura 7 - Totale energia - partecipazioni, progetti e risorse per ambito scientifico-tecnologico 70

71 Figura 8 - Focus energie rinnovabili 71

72 Concentrandosi sulle aree più rilevanti: Per l area Bioenergia, la quota maggiore delle risorse è destinata alle ricerche sui materiali avanzati e sulle nuove tecnologie per la produzione di biocarburanti di seconda generazione (35% del totale d area, 179 milioni di Euro). In particolare, le ricerche hanno avuto come oggetto lo sviluppo di nuovi processi di pretrattamento e conversione per la produzione di biocombustibili e biocarburanti da biomassa algale o lignocellulosica. Per l area Solare Fotovoltaico, oltre il 40% delle risorse totali è dedicata alle ricerche sui materiali avanzati e sulle nuove tecnologie per il fotovoltaico di seconda generazione - celle a film sottili inorganici. In particolare, i progetti si sono concentrati sull obiettivo di aumentare rendimenti e diminuire i costi di produzione, e sulle applicazioni BIPV - Building Integrated PhotoVoltaics. Topic prioritari di ricerca sono stati le nuove applicazioni delle nanotecnologie per la deposizione del materiale semiconduttore sul substrato e lo sviluppo delle tecnologie a cella ibrida. Per l area Efficienza energetica nelle costruzioni, oltre il 40% delle risorse ha riguardato progetti integrati di efficientamento (sistemi ICT, componenti smart, integrazione delle risorse rinnovabili nel costruito, ecc.) e le ricerche su materiali avanzati (biomateriali, nanomateriali) e tecnologie per sistemi isolanti ad alta prestazione (per nuove costruzioni o per ristrutturazione energetica del costruito). Va segnalato che in questa area la maggioranza dei progetti è rintracciabile nei programmi FP7 Cooperation-NMP e FP7 Cooperation-ICT. Il distacco delle organizzazioni emiliane, e nel complesso dei soggetti nazionali, è più evidente se si considerano i risultati dei principali best performers europei. La tavola sintetizza i risultati delle analisi. La performance delle dieci migliori organizzazioni è riportata per ciascuna delle aree prioritarie di ricerca considerate nello scenario di riferimento. Il range delle partecipazioni varia dagli 85 progetti del Fraunhofer (di cui circa 1/4 coordinati) ai 32 progetti del TNO olandese. Nella classifica dei best performers la prima università è la Danmarks Tekniske Universitet di Copenaghen. Si registra, inoltre, la presenza di una fondazione privata (Fundacion Tecnalia Research & Innovation) e di un impresa (il Gruppo Acciona) entrambe spagnole. L analisi della distribuzione delle partecipazioni per ambito di ricerca prioritario restituisce alcune informazioni interessanti sulla specializzazione dei best performers: nell area Climate Change & Carbon Cycle è evidente la concentrazione delle ricerche dell istituto norvegese Sintef e dell olandese TNO, soprattutto per lo sviluppo delle tecnologie CCS; gli istituti francesi CNRS e CEA sono tra i primi istituti nelle aree dei sistemi di stoccaggio energetico e idrogeno e celle a combustibile ; le tecnologie di rete (e in particolare il tema delle Smart Grids) sono di forte interesse per la fondazione spagnola Tecnalia e per la fondazione olandese sull energia; nell area delle tecnologie per l efficienza energetica, sia in ambito civile 72

73 BIOENERGY PHOTOVOLTAICS OTHER ENERGY SOLAR APPLICATIONS WIND ENERGY OTHER RENEWABLE ENERGY SOURCES TOTAL CLIMATE CHANGE & CARBON CYCLE INNOVATIVE ENERGY STORAGE SYSTEMS AND TECHNOLOGIES NETWORK TECHNOLOGIES ENERGY EFFICIENCY (INDUSTRY + BUILDINGS) HYDROGEN AND FUEL CELLS RENEWABLE ENERGY SOURCES OTHER ENERGY TOPICS TOTAL Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R che industriale, vi è la prevalenza dell istituto tedesco Fraunhofer e delle imprese spagnole afferenti al Gruppo Acciona. Tabella 10 - I primi 10 Best Performers europei BEST PERFORMER FRAUNHOFER E.V TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT GRUPPO ACCIONA STICHTING ENERGIEONDERZOEK CENTRUM COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE SINTEF AS FUNDACION TECNALIA RESEARCH & INNOVATION CNRS DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE TNO Considerando le fonti di energia rinnovabile: l istituto norvegese VTT concentra le proprie attività sul tema delle bioenergie; il Fraunhofer sui sistemi per lo sfruttamento dell energia solare, sia sistemi di conversione fotovoltaica (dove lavora in maniera massiva anche il Politecnico di Losanna), sia solare termico e solare a concentrazione; l università olandese di Copenaghen e il Gruppo Acciona sul tema dell energia eolica, in particolare per ricerche nel campo off-shore. Tabella 11 - I primi 10 Best Performers europei - focus rinnovabili BEST PERFORMER FRAUNHOFER E.V TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT GRUPPO ACCIONA STICHTING ENERGIEONDERZOEK CENTRUM COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE SINTEF AS FUNDACION TECNALIA RESEARCH & INNOVATION CNRS DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE TNO

74 CLIMATE CHANGE & CARBON CYCLE INNOVATIVE ENERGY STORAGE SYSTEMS AND TECHNOLOGIES NETWORK TECHNOLOGIES ENERGY EFFICIENCY (INDUSTRY + BUILDINGS) HYDROGEN AND FUEL CELLS RENEWABLE ENERGY SOURCES OTHER ENERGY TOPICS TOTAL Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R Tra le prime dieci organizzazioni italiane che hanno partecipato di più al Programma Quadro spicca la presenza 6 imprese. Nei primi cinque posti, il gruppo ENEL (con 27 progetti di cui 4 coordinati), la società di ingegneria ligure D Apollonia SpA (con 22 partecipazioni e 4 progetti coordinati) e la società lombarda Ricerca sul Sistema Energetico - RSE SpA, controllata dal GSE (con 20 partecipazioni e 3 progetti coordinati). La prima organizzazione pubblica è l ENEA (che partecipa a 23 iniziative, 2 come capofila) seguita dal CNR (con 18 progetti, di cui solo uno coordinato). Le prime università sono i due Politecnici di Milano e Torino, con 15 e 11 partecipazioni rispettivamente. Tabella 12 - Le prime 10 organizzazioni italiane BEST PERFORMER GRUPPO ENEL ENEA D'APPOLONIA SpA RICERCA SUL SISTEMA ENERGETICO - RSE SpA CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE POLITECNICO DI MILANO POLITECNICO DI TORINO CENTRO RICERCHE FIAT SCpA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA ENI SpA STMICROELECTRONICS Srl L analisi per ambiti di ricerca restituisce, anche in questo caso, dati interessanti; in particolare la partecipazione della società RSE SpA e del Gruppo ENEL alle iniziative sulle reti di trasmissione e distribuzione è comparabile alla performance dei migliori istituti europei. Stesso discorso per la partecipazione della società D Apollonia SpA alle ricerche sull efficienza energetica e del CNR ai progetti sul tema dell idrogeno e celle a combustibile. Tra le fonti rinnovabili, l ENEA si caratterizza per una specializzazione nell ambito dell energia solare, in particolare per le sue ricerche sul solare a concentrazione. 74

75 2.5 Analisi comparata: l Istituto francese IFPEN Quale istituto per l analisi di benchmarking dei laboratori della Rete emiliana è stato selezionato l istituto francese IF Energies Nouvelles (IFPEN), che si colloca poco al di sotto dei principali best performers europei indicati nel capitolo precedente (partecipa, infatti, a 25 progetti quadro, coordinandone 4). La scelta è stata dettata dalla localizzazione: tenuto conto degli istituti analizzati nelle altre piattaforme (Fraunhofer per la Meccanica, Wageningen per l Agroalimentare e la University College of London per Scienze della Vita) si è deciso di selezionare un istituto francese al fine di coprire tutte i Paesi in cui si realizza il grosso della ricerca europea. Escludendo il CNRS e il CEA, poco confrontabili con l insieme dei laboratori regionali, la scelta è ricaduta sull IFPEN, che opera in settori importanti per i laboratori emiliani, primo fra tutti il comparto delle biomasse e delle bioenergie. IFP Energies Nouvelles (IFPEN) è un istituto pubblico di ricerca e formazione operante nei settori dell energia, dell ambiente e dei trasporti. È il vecchio Istituto Francese del Petrolio (Institut Français du Pétrole - IFP), costituito nel 1944 quale principale attore della politica petrolifera francese, e diventato nel 2005 un organizzazione pubblica a carattere industriale e commerciale sotto la supervisione del Ministero dell Energia. Nel 2010, la sua denominazione è stata modificata in IFP Energies Nouvelles. Anche se il petrolio è ancora un tema importante per l istituto, in un contesto energetico in mutazione, gli obiettivi di ricerca si sono sempre più indirizzati verso le nuove tecnologie energetiche alternative. L IFPEN offre soluzioni tecnologiche innovative per applicazioni energetiche pulite e sicure, e nuovi materiali avanzati più performanti, economici e rispettosi della salute e dell ambiente. Nel corso degli anni, ha ottenuto risultati importanti nel campo della ricerca che hanno portato alla creazione di numerose imprese innovative. Tutte le ricerche confluiscono sull obiettivo di fronteggiare le grandi sfide odierne: i cambiamenti climatici e i relativi impatti sull ambiente, la diversificazione energetica, una migliore gestione delle risorse naturali negli impianti di produzione. Nei settori di propria competenza (Energia, Ambiente e Trasporti), l Istituto: Realizza studi e ricerche sulle principali aree scientifico-tecnologiche con l obiettivo di valorizzare al meglio a livello commerciale ed industriale i risultati delle proprie ricerche. Forma capitale umano qualificato sia nelle attività di ricerca sia nelle fasi successive di diffusione e applicazione industriale. Fornisce servizi di consulenza ai soggetti pubblici e privati sull evoluzione tecnologica nei settori di riferimento. 75

76 Il budget dell istituto (305 milioni di Euro al 2011) è composto in egual misura da finanziamenti pubblici ordinari e da proventi realizzati attraverso lo sfruttamento e la valorizzazione dei risultati delle ricerche. Questo spiega l ampio sforzo di cooperazione con le imprese: tutti i progetti vengono realizzati in relazione a un preciso bisogno industriale e l istituto è a capo di un pool di imprese con le quali collabora assiduamente. Da segnalare come sia molto alta la quota di contratti con soggetti industriali internazionali, circa il 25-30% del totale. Circa l 80% del budget è devoluto ad attività di ricerca e sviluppo. L istituto occupa più di un migliaio di ricercatori (ingegneri e tecnici di laboratorio) a cui si sommano circa 500 unità di personale amministrativo. Inoltre, l IFPEN ospita in media circa 150 dottorandi e 15 dottori di ricerca all anno. Alcune cifre sulla produzione scientifica: Circa 300 progetti all anno, la partecipazione a 25 progetti nell ambito del Settimo Programma Quadro di ricerca di cui 4 coordinati. Una quota tra l 80 e il 90% di progetti realizzati all esterno con utilizzatori finali. Circa 1/3 dei progetti di trasferimento finalizzati alla creazione di impresa (fusioni, acquisizione di competenze da imprese esistenti, nuove imprese, etc.). 172 brevetti depositati nel 2011, di cui 88 nel settore delle Nuove Tecnologie Energetiche, e 952 registrazioni su uffici esteri, per un portafoglio complessivo di brevetti attivi. Cinque sono le aree scientifico-tecnologiche prioritarie e complementari: Energie Rinnovabili dove, per fronteggiare l effetto serra e ridurre la dipendenza dal petrolio dei trasporti, l IFPEN svolge attività di ricerca nel campo delle biomasse per la produzione di carburanti, prodotti chimici intermedi ed energia. Sempre in quest area, l istituto è specializzato nella ricerca di soluzioni tecnologiche innovative per lo sfruttamento dell energia marina, in particolare per lo sviluppo della tecnologia eolica off-shore. Produzione Ecosostenibile dove, con l obiettivo di ridurre le emissioni inquinanti degli impianti industriali, l IFPEN svolge attività di ricerca per la definizione di efficaci ed efficienti processi di cattura, trasporto e stoccaggio geologico della CO 2 ; sviluppa anche soluzioni tecnologiche innovative per l ottimizzazione della gestione delle risorse idriche nell industria energetica. Trasporti Innovativi dove, a partire dalla sua esperienza in campo motoristico costruita nel corso degli anni attraverso collaborazioni e partenariati con le più grandi case automobilistiche nazionali ed internazionali, l istituto è specializzato in attività di ricerca e innovazione finalizzata alla riduzione dei consumi e delle emissioni nel settore dei trasporti su strada. Ulteriore linea di ricerca prioritaria è la messa a punto di motori a basse emissioni per i trasporti aerei. 76

77 Processi Eco-efficienti dove, in risposta alla crescente domanda di riduzione degli impatti ambientali, l IFPEN sviluppa processi e prodotti eco-efficienti per la trasformazione delle risorse fossili in carburanti e prodotti chimici intermedi. Risorse Sostenibili dove, per garantire la sicurezza degli approvvigionamenti energetici, l Istituto sviluppa strumenti di simulazione avanzati per la conoscenza del sottosuolo e tecnologie innovative a ridotto impatto ambientale per le fasi di esplorazione e produzione di idrocarburi. Molti sono i punti di forza dichiarati dall istituto. Tra questi: Eccellenza scientifica più di 200 articoli pubblicati ogni anno su riviste scientifiche, premi e riconoscimenti ottenuti regolarmente dai suoi ricercatori, un numero cospicuo di progetti selezionati e finanziati dall Agenzia Nazionale della Ricerca (Agence Nationale de la Recherche - ANR 9 ), dal Fondo Unico Interministeriale (Fonds Unique Interministériel FUI 10 ) e da altre iniziative di sostegno in ambito nazionale e comunitario. Produzione scientifica - l IFPN è classificato tra le prime organizzazioni per numero di brevetti registrati a livello nazionale ed è all undicesimo posto per brevetti sul mercato statunitense (75 brevetti rilasciati nel 2010). Approccio multidisciplinare l IPFEN è dotato di un organizzazione a matrice che consente la massima efficienza e flessibilità, con esperti in più di 50 ambiti scientifico-tecnologici che lavorano insieme in base alle specifiche delle ricerche. Dotazione strutturale - laboratori e strutture sperimentali di altissimo livello, come ad esempio strumenti per l analisi dei materiali (spettroscopia EXAFS, microscopia elettronica, diffrazione di raggi X, scansione FT-ICP/MS X, ecc.) e mezzi di calcolo ad alta potenza (17 supercomputer TeraFLOPS). Focus sulla formazione attorno a tre assi: la formazione di giovani ingegneri da parte del centro IFP School; la formazione continua di dirigenti, quadri e tecnici dell industria petrolifera, petrolchimica, chimica e automobilistica da parte della struttura dedicata IFP Training; la formazione nell'ambito della tesi di dottorato. Quest ultime sono un altro modo per il rinnovamento e la creazione di nuove idee. Una sessantina di ricercatori dell IPFEN, in possesso di 9 Agenzia di finanziamento per il sostegno alla ricerca pubblica e ai partenariati pubblico-privati. 10 Programma di sostegno alla ricerca applicata di cluster di imprese (GI e PMI) e organizzazioni di ricerca (laboratori, istituti, ecc.). L iniziativa finanzia lo sviluppo di nuovi prodotti e servizi con applicazione industriale e commerciale di breve o medio termine. 77

78 una delega di ricerca (HDR) 11, seguono una quarantina di tesi di dottorato l'anno. A conclusione della tesi, i dottorandi trovano facilmente lavoro presso le imprese (oltre il 90% dopo un anno e oltre il 95% dopo due anni). L approccio alla ricerca dell IFPEN si contraddistingue per alcuni aspetti importanti: Forte carattere multidisciplinare delle ricerche Quadro definito di compiti e responsabilità, con separazione formale tra attività di programmazione e attività operative Questi aspetti afferiscono direttamente all organizzazione delle attività all interno dell IFPEN. La Direzione Scientifica è la struttura che gestisce dall alto e dà sostegno a tutte le attività di innovazione dell IFPEN. Realizza studi prospettici, in collaborazione con il Consiglio Scientifico e le diverse Direzioni di ricerca, gestisce i rapporti con il mondo accademico e si occupa direttamente della disseminazione e comunicazione dei risultati raggiunti. Il Consiglio Scientifico è composto da 16 membri, di cui oltre la metà stranieri, il cui compito principale è la valutazione della qualità scientifica dei programmi e dei risultati delle singole unità dell IFPEN. Organizzato in sottocommissioni, questo organismo indipendente ha, quindi, il principale obiettivo di monitorare la valenza scientifico-tecnologica degli indirizzi di ricerca dell istituto e dei singoli progetti. Coerentemente alla strategia complessiva e al budget disponibile, i programmi di ricerca pluriennali sono definiti dalle cinque unità dette Centres de Résultats CdR : Risorse, Processi, Trasporti, Formazione e Sviluppo Industriale. Le linee di ricerca sono definite sulla base delle esigenze e delle opportunità emerse dal confronto con partner e clienti. I nuovi ambiti di ricerca sono inclusi al loro interno: stoccaggio di CO2 nell unità Risorse, bioenergia nell unità Processi, motori a basse emissioni e veicoli ibridi nell unità Trasporti. L IPEFN ha inoltre 11 Direzioni di Ricerca (DDR), suddivise in una quarantina di dipartimenti: Geologia Geochimica - Geofisica Ingegneria dei giacimenti Meccanica Applicata Analisi fisiche Chimica e Chimica Fisica Applicata 11 In Francia, l abilitazione di ricerca (HDR in breve) è un diploma nazionale di istruzione superiore, che è possibile ottenere dopo un dottorato di ricerca. È stato creato nel 1984 in seguito alla legge Savary. Questo diploma permette di richiedere un posto di professore universitario, di essere supervisore o relatore di tesi di dottorato. 78

79 Catalisi e Separazione Progettazione e Modellazione dei Processi Sperimentazione Tecnologie Energetiche Informatica e Matematica Applicata Economia e Monitoraggio Il quadro delle attività e delle competenze delle Direzioni di Ricerca è riportato nella tabella seguente. L'ultima di queste direzioni ha compiti originali : è responsabile dell analisi degli impatti economici e sociali dei progetti in corso o in cantiere, con particolare riferimento alle nuove tematiche energetiche. Infine, otto direzioni funzionali supportano tutte gli uffici dell Istituto. Si tratta in totale di 24 unità organizzate in forma matriciale. Tutte le azioni sono svolte nell'ambito di progetti pluriennali. Le 11 Direzioni di Ricerca (che si comportano in qualità di appaltatori ) realizzano i progetti per conto dei Centri di Risultato (che si comportano in qualità di committenti ), così come alcune iniziative di carattere maggiormente esplorativo per conto della Direzione Scientifica. I progetti di ricerca esplorativa (fondamentale) sono, quindi, gestiti direttamente dalla Direzione Scientifica. Tali progetti sono relativi ad ambiti in cui l incremento di conoscenza ha le potenzialità di creare nuove opportunità per la ricerca industriale: modellistica molecolare, stoccaggio energetico, biocarburanti di terza generazione, ecc. Lo sviluppo delle innovazioni radicali, è poi, sostenuto da un incubatore interno che facilita la nascita e la maturazione delle idee prima dei programmi di ricerca. In generale, quindi, una DDR opera per più di un CdR e allo stesso modo un CdR mobilita diverse DdR. I CdR gestiscono i programmi di ricerca attraverso propri responsabili e le singole DdR nominano i propri referenti di progetto. Così, per ogni progetto viene costruito un team multidisciplinare tra il personale dell istituto. In definitiva: I Centri di Risultato sono i responsabili dell elaborazione dei programmi di ricerca e i responsabili finali dei risultati ottenuti (compresi gli aspetti di applicazione industriale). Le Direzioni di Ricerca raggruppano tutte le competenze scientifiche e i mezzi tecnici relativi ad uno stesso ambito disciplinare, si occupano dell'esecuzione materiale delle attività di ricerca di cui devono garantire il livello scientifico e la qualità. 79

80 Tabella 13 - Attività e Competenze delle Direzioni di Ricerca dell IPFEN DIREZIONE SCIENTIFICA AREE DI RICERCA COMPETENZE GEOSCIENZE MECCANICA APPLICATA ANALISI FISICHE CHIMICA E CHIMICO- FISICA CATALISI E SEPARAZIONE Valutazione, esplorazione e sfruttamento giacimenti Tecnologie per il recupero assistito (EOR) Caratterizzazione e modellazione dei giacimenti Stoccaggio geologico della CO2 Impianti di perforazione e produzione idrocarburi CCS: cattura, stoccaggio e trasporto della CO2 Veicoli ibridi Metodologie di analisi per prodotti petroliferi e materiali Cattura della CO2 Trattamento delle biomasse per la produzione di biocarburanti Sistemi di accumulo di energia per veicoli ibridi Gestione e trattamento delle acque nell industria petrolifera Agenti catalitici Agenti di separazione > Geologia > Sedimentologia > Modellazione dei sistemi petroliferi e dei giacimenti > Caratterizzazione sismica dei giacimenti > Monitoraggio sismico e geochimico > Fisica e fisico-chimica dei flussi in mezzi porosi > Petrofisica > Modellazione e simulazione della dinamica dei giacimenti > Incertezze di misura > Meccanica industriale > Meccanica dei solidi (materiali e strutture) > Meccanica dei fluidi > Scienze della separazione e scienze analitiche > Analisi molecolari > Caratterizzazione chimico-fisica dei solidi > Analisi delle tracce > Chimica e fisico-chimica dei fluidi complessi e dei materiali > Elettrochimica > Corrosione > Biotecnologie > Termodinamica > Modellazione molecolare > Sintesi organica > Sintesi e progettazione di solidi > Catalisi omogenea > Catalisi eterogenea > Tecnologie di separazione > Assorbimento 80

81 DIREZIONE SCIENTIFICA AREE DI RICERCA COMPETENZE PROGETTAZIONE E MODELLAZIONE DEI PROCESSI SPERIMENTAZIONE TECNOLOGIE ENERGETICHE INFORMATICA E MATEMATICA APPLICATA Analisi fisiche Ottimizzazione e simulazione dei processi industriali Modellazione reattori Gestione degli impianti pilota e sperimentazioni Motori convenzionali Tecnologie per il post-trattamento dei gas di scarico Adattamento motori a carburanti e biocarburanti Elettrificazione veicolo Veicoli Ibridi Controllo di fenomeni fisici complessi (stoccaggio di CO2, raffinazione, combustione pulita di motori a basse emissioni, scienze geologiche, ecc.) Controllo di gestione in tempo reale dei sistemi energetici tecnologicamente complessi (veicoli elettrici, off-shore, ecoindustrie, ecc > Ingegneria chimica e idrodinamica dei reattori > Ingegneria termica > Catalisi > Cinetica chimica > Ingegneria dei processi industriali > Metodologie e analisi sperimentali > Modellazione e simulazione > Tecnologie di combustione > Tecnologie motoristiche > Supercomputing > Tribometria > Automazione > Elaborazione segnali > Architetture logiche > Sistemi in real-time > Misure elettroniche > Elettronica di potenza ECONOMIA E MONITORAGGIO Scenari economici ed energetici (a breve, medio e lungo periodo) Analisi e monitoraggio evoluzioni tecnologiche > Macroeconomia > Microeconomia e econometria > Valutazione tecnico-economica ed ambientale delle filiere energetiche e dei trasporti 81

82 Grossa attenzione all evoluzione degli scenari di riferimento e al monitoraggio delle tendenze scientifico- tecnologiche di settore Uno dei punti di forza dell IPFEN è la capacità di anticipare e prevedere l evoluzione dei fabbisogni di ricerca e innovazione. In seno all istituto, vi sono continue attività di riflessione sulle prospettive tecnologiche per orientare le attività e definire le strategie di ricerca. Quest analisi prospettica beneficia dell apporto e dell esperienza del Consiglio Scientifico e del continuo scambio di idee con i molteplici partner industriali. Per rendere maggiormente strutturato questo processo, l IPFEN ha definito, a partire dal 2011, delle nuove metodologie di analisi strategica e di gestione dei progetti. Il presupposto è che una maggiore conoscenza dei target e dell evoluzione dei mercati di interesse sia indispensabile per rispondere tempestivamente ai bisogni della società. Le nuove metodologie prevedono l analisi sul ciclo di vita delle tecnologie di interesse e l individuazione delle principali esigenze innovative, dei vincoli e dei maggiori potenziali sviluppi. Alla definizione esplicita delle priorità segue la quantificazione dei rischi e delle sfide ad esse associate. Il risultato di queste attività è la definizione di specifiche roadmap, che sono utilizzate per la programmazione delle risorse nel tempo (competenze, partnership, risorse finanziare). Secondo Pascal Barthélemy (vicedirettore IFPEN) <<Le analisi strategiche prevedono certamente ricerche di mercato, ma anche una riflessione sulle risorse da allocare e i rischi possibili. In definitiva, siamo in grado di stabilire se, per l IFPEN, è rilevante sul piano delle risorse finanziarie, umane e materiali impegnarsi in questo o in quel progetto>>. Le scelte danno poi luogo ai programmi di ricerca. Tuttavia questo approccio, da solo, non può garantire il successo delle ricerche. <<Tra lo sviluppo di un'innovazione e la sua applicazione, possono, infatti, succedere un mondo di cose: può irrompere un nuovo concorrente o la domanda industriale può evolvere in altre direzioni>>. Da qui, l'interesse per una gestione dinamica dei progetti di ricerca: <<I progetti devono prevedere tappe intermedie a cui devono corrispondere precisi risultati. Se la situazione è cambiata, la flessibilità del sistema deve consentire la riallocazione delle risorse e garantire un funzionamento pragmatico>>. Questo controllo è compito dei responsabili dei programmi di ricerca, che devono individuare le esigenze e le sfide di medio/lungo termine e tradurre queste in scelte programmatiche. A tal fine, beneficiano di strumenti di forecasting. Così, l IFPEN ha adottato strumenti organizzativi e di gestione strategica che consentono più velocemente di creare valore, di sviluppare nuovi prodotti/processi e di penetrare nuovi mercati. La nuova metodologia per il controllo dei progetti di R&S ha portato in seno all istituto ad una nuova discussione sul rapporto tra la tecnologia e processo decisionale nelle fasi cruciali del progetto. Dal giugno 2011, un nuovo reparto strategia ha il compito di realizzare analisi prospettiche di medio-lungo periodo 82

83 sugli orientamenti e sugli assi di sviluppo dell IPFEN e delle sue controllate. Il suo obiettivo principale è quello di individuare nuove aree di crescita, a cui possono associarsi potenziali innovazioni radicali. Tutte queste analisi sono realizzate avvalendosi dell esperienza e dei partner industriali. Infine, le questioni di proprietà industriale fanno parte della strategia di ricerca e IFPEN e sono prese in considerazione fin dall'inizio dei progetti. Non si tratta solo di proteggere i risultati della R & S, ma anche consentire il trasferimento di tecnologie, attraverso la creazione di nuove società controllate o la cessione delle licenze a imprese terze. Focus sul monitoraggio e la valutazione dei risultati A livello dei programmi di ricerca, il controllo dei risultati avviene attraverso procedure di auto-valutazione da parte dei responsabili, verificabili da soggetti terzi. Ogni progetto viene valutato in ciascuna delle sue fasi principali (ideazione, studio di fattibilità, valutazione e piano di finanziamento, contratto di finanziamento o sovvenzione, controllo e sorveglianza, risultati), con la possibilità di sospendere o abbandonare specifiche linee di ricerca in caso di ostacoli insormontabili ("go no go"). Anche se non esiste una procedura di valutazione standard (nessun criterio o indicatore è utilizzato in modo sistematico), ogni responsabile di programma ha il compito di concentrarsi principalmente sugli aspetti che riguardano la fattibilità dei progetti e i ritorni attesi (tempi, potenziale volume di affari, tendenze generali). Se necessario, in caso di dubbi o difficoltà, i responsabili possono avvalersi di revisori e esperti tecnici esterni (scienziati, giuristi, ecc). A livello di istituto, invece, oltre alle classiche attività di autovalutazione sotto la responsabilità della Direzione Scientifica, vi è la valutazione di ciascuna Direzione di Ricerca (DdR) da parte del Consiglio Scientifico, composto da membri del Consiglio di Amministrazione e da tecnologi settoriali di fama internazionale. Il Comitato esamina, in particolare, la rilevanza scientifica dei progetti, gli impatti industriali e i risultati in termini di pubblicazioni, brevetti, numero di tesi, ecc. La procedura, applicata a partire dal 2005, prevede la valutazione di ogni DdR su base quadriennale, con due anni di follow-up. Alla fine del processo, il Comitato prepara una relazione di valutazione per la Direzione Scientifica, a cui le DdR possono aggiungere i propri commenti. Infine, l IFPEN è soggetto a verifica ogni due anni da parte di organismi indipendenti come l'aers ( Agenzia di Valutazione della Ricerca e dell'istruzione Superiore ). Ogni valutazione (sia interna che esterna) contiene raccomandazioni da parte della Direzione Strategica e una serie di misure operative da attuare a partire dall anno successivo. 83

84 2.6 Comparazione tecnologica La tavola che segue fornisce una griglia di confronto tra il Best Performer e i laboratori della Rete rispetto alle aree prioritarie di ricerca e agli ambiti tecnologico-scientifici identificati e descritti all inizio dell analisi. Nella seconda colonna sono riportati gli ambiti tecnologici dove maggiore è la concentrazione delle iniziative del VII Programma Quadro (in termini di costo totale dei progetti). L informazione sta ad indicare il peso delle ricerche condotte a livello europeo nel periodo , lasso di tempo che coincide con l operatività dei laboratori della Rete nella nuova configurazione. Nella terza colonna è indicata la rilevanza attribuita a ciascuna tecnologia da parte dell IPFEN e quindi la loro centralità nelle strategie future dell istituto (su un orizzonte di tempo di 5 anni). Questo giudizio è estratto dal caso studio ed è stato ricostruito sulla base della documentazione disponibile e dei dati raccolti per mezzo delle interviste ai research manager dell IPFEN. Le colonne successive forniscono informazioni sulla copertura di ciascun ambito tecnologico da parte dei laboratori della Rete, e, in particolare, sulla rilevanza che ciascuna area di ricerca ha nella strategia di crescita di medio periodo così come indicata dai laboratori stessi nei questionari raccolti durante la prima fase di lavoro (ove l informazione è disponibile). In sintesi, dall incrocio di queste informazioni si ricava: Una valutazione generale dell attuale grado di copertura degli ambiti tecnologici più importanti nella ricerca in materia di energia da parte dei laboratori, finalizzata a far emergere i punti di forza della Rete dell Emilia-Romagna nonché i gap e le potenziali opportunità da cogliere. Un giudizio sul grado di coerenza/allineamento tra le strategie future del Best Performer e quelle della Rete, per fornire indicazioni sulle direzioni più promettenti di sviluppo e investimento da seguire nei prossimi anni. La tavola, oltre ai laboratori propri della Piattaforma Energia e Ambiente che lavorano sulle tematiche energetiche, riporta anche informazioni su altri centri che formalmente appartengono ad altre Piattaforme (Costruzioni, ICT, Meccanica) ma che hanno indicato investimenti futuri all interno degli ambiti scientificotecnologici considerati nell analisi. A titolo di esempio, il Laboratorio Mister appartenente alla Piattaforma Meccanica e Materiali che ha indicato tra le tecnologie chiave per il futuro la ricerca di nuovi materiali per applicazioni fotovoltaiche. 84

85 CIRI BO LEAP CRPA LAERTE CIRI ICT CROSS- TEC LARCO- ICOS EN&TECH MISTER Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R % VII PQ Giudizio IPFEN CLIMATE CHANGE & CARBON CYCLE Innovative CO2 separation and capture techniques A Advanced systems and technologies for safe and efficient CO2 transport - Methodologies for identifying and characterising the CO2 storage sites Other research topics to reduce GHG emissions in energy applications INNOVATIVE ENERGY STORAGE SYSTEMS AND TECHNOLOGIES Compact, high density/rapid release energy storage systems and components Energy storage systems for applications in power distribution networks - - Materials, technologies and processes for electrochemical storage in automotive sector NETWORK TECHNOLOGIES New strategies, architectures and tools for active distribution networks A NOT Diagnostics, surveillance, maintenance and control of power networks and grid connections COVERED Risk assessment and innovative tools for electrical system security ENERGY EFFICIENCY IN INDUSTRY Materials and technologies for energy efficiency in manufacturing processes and products MA Energy efficiency in industrial heating systems and components Energy Management Systems techniques - - ENERGY EFFICIENCY IN BUILDINGS Clean Buildings (environmentally-sound components, ICT, renewable resources, etc.) MA Solutions for energy generation, storage and use related to space heating and domestic hot MA water NOT Advanced materials and technologies for high performance insulation systems COVERED Systems for modelling, controlling and managing building energy consumption Energy-saving lighting solutions HYDROGEN AND FUEL CELLS New technologies, materials and components for Hydrogen production and storage - Materials and processes for effective and efficient next generation of Fuel Cells NOT COVERED Ambito in cui in cui si concentreranno gli investimenti in risorse umane e strumentali del best performer Rilevanza stabile: ambito tecnologico che continuerà a essere presidiato nei prossimi anni e in cui si continua a operare ma non considerato in crescita Rilevanza crescente: ambito tecnologico di punta nella strategia competitiva dei prossimi 5 anni 85

86 CIRI BO CRPA LEAP LAERTE CIRI ICT CROSS-TEC LARCO-ICOS EN&TECH MISTER Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R % VII PQ Giudizio IFPEN BIOENERGY Innovative technologies, processes and components for thermochemical biomass conversion MA Advanced materials, technologies and devices for biofuel production Materials and technologies for 2nd generation biofuel production (from lignocellulosics and algae) A Sustainable Biorefineries A Innovative tools and methodologies for assessing the biomass and biofuels production PHOTOVOLTAICS Advanced materials and technologies for 1nd generation Photovoltaic (Silicon Solar Cells ) Materials and technologies for 2nd generation Photovoltaic (Inorganic Thin Film Solar Cells) A NOT Materials and technologies for 3nd generation Photovoltaic (Organic and Hybrid Solar Cells) COVERED CPV (Concentrating Photo-Voltaic) technologies, materials and components OTHER SOLAR ENERGY APPLICATIONS New materials and components for CSP (Concentrating Solar Power) technologies MA - New Materials and Tools for advanced and integrated solar-thermal systems - WIND ENERGY Architectural solutions and tools to optimise design, operation and maintenance of on-shore wind energy applications MA - Advanced high reliability technologies and facilities for offshore wind farm A Advanced wind modeling and forecasting OTHER RENEWABLE SOURCES Advanced technologies and devices for sustainable marine energy conversion New or improved mini-hydro components and concepts NOT COVERED Efficient systems for geothermal energy applications New emerging technologies for energy applications Ambito in cui in cui si concentreranno gli investimenti in risorse umane e strumentali del best performer Rilevanza stabile: ambito tecnologico che continuerà a essere presidiato nei prossimi anni e in cui si continua a operare ma non considerato in crescita Rilevanza crescente: ambito tecnologico di punta nella strategia competitiva dei prossimi 5 anni 86

87 L analisi mette in evidenza come le attività dei laboratori si dividano su un ampio numero di aree di ricerca. Poche sono le aree completamente scoperte (altre applicazioni dell energia solare e altre fonti rinnovabili). Tre sono le aree dove, anche se in maniera diversa, si prospetta una concentrazione degli investimenti dei laboratori: Efficienza Energetica nell Edilizia, Fotovoltaico e Bioenergia. Questi settori possono ulteriormente essere potenziati, sostenendo la domanda di innovazione da parte delle imprese e rafforzando la capacità del sistema regionale di partecipare alle reti di ricerca e di competere sui mercati internazionali. Le aree citate sono anche quelle maggiormente presidiate dalle imprese locali (si veda il capitolo 7), nonostante i laboratori scontino in generale la debolezza del tessuto imprenditoriale locale, con poche realtà innovative presenti nelle diverse filiere energetiche. Di seguito, per ciascun area prioritaria di ricerca, si riporta una sintesi delle principali linee di ricerca e delle strategie tecnologiche ipotizzate dall IPFEN e dai laboratori della Rete Alta Tecnologia. CLIMATE CHANGE & CARBON CYCLE CCS CARBON CAPTURE STORAGE La domanda di energia è in costante aumento a livello mondiale, trainata dalla crescita demografica e dall'aumento progressivo del benessere e delle condizioni di vita della popolazione, soprattutto nei paesi emergenti. L energia è ancora in gran parte prodotta da combustibili fossili - petrolio, gas naturale e carbone - che generano emissioni di CO 2 contribuendo massivamente al riscaldamento globale. A tal fine, le tecnologie per la cattura e lo stoccaggio della CO 2 hanno grosse potenzialità per ridurre drasticamente le emissioni inquinanti di tali impianti. Tali tecnologie, inoltre, hanno un elevato potenziale applicativo in altri settori industriali: dalla produzione di fertilizzanti, alle raffinerie, ai processi industriali di produzione e lavorazione dei metalli. Numerosi sono i vincoli che attualmente ne limitano l impiego, tra cui i costi di installazione e la necessità di maggiore efficienza (circa 70 per tonnellata di CO2, di cui quasi il 75% per la sola fase di cattura). A questi si aggiungono problemi di accettabilità sociale legati alla sicurezza delle fasi di trasporto e stoccaggio della CO 2 sequestrata. L IFPEN svolge attività di ricerca in tutte le fasi del processo di cattura, trasporto e stoccaggio geologico della CO 2. Queste attività vengono svolte in stretto contatto con partner nazionali ed internazionali, dal momento che l'entità delle sfide associate, dal punto di vista scientifico ed economico, richiedono sforzi congiunti tra organizzazioni di ricerca e industria. Un esempio interessante è la società Geogreen, una joint venture con il BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) e l impresa Géostock Sarl, che sviluppa progetti e fornisce servizi per il monitoraggio e la manutenzione dei siti di stoccaggio. In Francia, l istituto è inoltre coinvolto in numerosi progetti finanziati dall Agenzia Nazionale per la Ricerca (ANR), dal 87

88 Fondo Interministeriale (FUI) e dall Agenzia Francese per l'ambiente e il Risparmio Energetico (ADEME). A livello comunitario è partner di molti progetti di ricerca nell ambito del Programma Quadro e di altre iniziative, tra cui il programma EEPR European ENergy Programme for Recovery. Dal 2010 coordina il programma europeo di cattura e stoccaggio della CO2 della European Energy Research Alliance - EERA a cui partecipano altri 32 soggetti pubblici e privati provenienti da 12 nazioni europee. Infine, l istituto ha un ruolo attivo a livello nazionale nella definizione dei regolamenti di attuazione delle direttive europee, in particolare concernenti la sicurezza dei processi di trasporto e stoccaggio. Per quanto riguarda il processo di cattura, le attività di ricerca si orientano su due filoni. Il primo è relativo alla riduzione delle emissioni a monte, attraverso la cattura della CO 2 direttamente presso i siti di produzione di gas naturale. In questo ambito, una linea prioritaria di ricerca dell IFPEN è orientata all ottimizzazione dei processi e allo sviluppo di tecnologie innovative di separazione e lavorazione dei gas acidi. Accordi di ricerca di lungo periodo sono realizzati dall IFPEN con molte industrie del settore (Prosernat, Total) sia per lo sviluppo di tecnologie di separazione della CO 2 sia per il suo successivo stoccaggio o iniezione nei giacimenti per il recupero migliorato degli idrocarburi. Il secondo filone di ricerca si riferisce alla cattura della CO2 presso gli impianti industriali. In questo ambito, linee di ricerca prioritarie riguardano il miglioramento delle tecnologie di: Cattura post-combustione, con particolare riferimento all utilizzo di solventi chimici. A tal fine, le ricerche sono finalizzate prevalentemente alla sostenibilità economica e ambientale di questi processi, attraverso l abbattimento dei costi e la riduzione dei consumi energetici. Ad esempio, l IFPEN sta lavorando su una seconda generazione di solventi ( demixing solvents ), che richiedono una minore energia di rigenerazione. Alcuni test condotti nel 2010 su un impianto pilota hanno confermato il loro potenziale: il consumo di energia potrebbe essere ridotto a 2,1 GJ per tonnellata di CO2 catturata, contro i circa 3 GJ dei metodi standard, con un guadagno di quasi il 30%. Inoltre, per aumentare l'efficienza dei processi di cattura in post-combustione, l IFPEN considera la ricerca sui rivestimenti delle colonne di assorbimento un ulteriore area ad alto potenziale. Cattura in ossicombustione, in cui il combustibile carbonioso viene bruciato non in aria ma in ossigeno puro, in modo da ottenere fumi costituiti prevalentemente da vapor d'acqua e anidride carbonica, quest ultima facilmente separabile per liquefazione. Questa tecnologia è fortemente limitata dagli elevati costi dei processi di produzione dell ossigeno per la combustione. A tal fine, le linee di ricerca dell IFPEN si concentrano sullo sviluppo di tecnologie alternative per i processi di separazione dell'ossigeno e sulla ricerca di soluzioni innovative che non necessitano di questa fase. Principale attenzione è posta sui processi di Chemical Looping Combustion CLC, dove l apporto di ossigeno è dato attraverso un ossido metallico. Questa tecnologia è già stata testata su un 88

89 impianto pilota 10 kwh, in collaborazione con Total, ottenendo dei primi risultati molto incoraggianti. Per quanto riguarda la fase di trasporto, le linee di ricerca dell IPFEN sono volte all ottimizzazione delle tecnologie esistenti in termini economici e di sicurezza. Il trasporto della CO2 avviene in stato supercritico, cioè ad un elevata temperatura e pressione, con relativi elevati costi impiantistici. Le ricerche dell IFPEN sono così indirizzate verso soluzioni alternative per la compressione della CO2. Infine, per il confinamento della CO2 a lungo termine, le ricerche dell IPFEN sono indirizzate principalmente a due soluzioni di stoccaggio: vecchi giacimenti di idrocarburi e acquiferi salini profondi. Le attività si concentrano sullo sviluppo di nuove metodologie sempre più precise e affidabili per la selezione e caratterizzazione dei siti, l analisi dei rischi, l'ottimizzazione dei processi di iniezione della CO2 e il monitoraggio nel lungo periodo. A tal fine, l istituto sviluppa nuovi software di modellazione e di simulazione e nuove metodologie per l analisi delle modalità d interazione tra la CO 2 e il sito di confinamento (formazioni geologiche). Tra i laboratori della Rete, il CONSORZIO LEAP considera prioritario lo sviluppo di nuove tecnologie e metodologie analitiche per la descrizione delle miscele di CO2, necessarie allo sviluppo di soluzioni più efficienti di separazione e cattura da sistemi a combustibile fossile. Le linee di ricerca sono coerenti con un ipotesi di scenario che vede nei prossimi dieci anni l entrata in servizio dei primi impianti per generazione elettrica con cattura della CO2 di taglia commerciale. OTHER RESEARCH TOPICS TO REDUCE GHG EMISSIONS IN ENERGY APPLICATIONS In questo ambito possono essere ricondotte le ricerche dell IFPEN che perseguono i seguenti obiettivi: Miglioramento delle prestazioni dei motori convenzionali e sistemi per l abbattimento delle emissioni nel settore automotive e nel comparto aeronautico. Produzione a partire da risorse fossili di carburanti e intermedi chimici a basso impatto ambientale. Miglioramento delle tecnologie e metodologie di esplorazione e di produzione di idrocarburi. Nella prima area le ricerche si indirizzano principalmente sull abbattimento delle emissioni di CO2 per rispondere ai sempre più stringenti regolamenti comunitari. Nel settore automotive, la Commissione Europea ha proposto un obiettivo di emissioni medie di CO2 di 130 g/km per veicoli venduti nel 2012 e di 95 g/km per quelli che entreranno sul mercato nel 2020; inoltre le nuove norme antinquinamento Euro 6 inizieranno ad applicarsi a partire dal I produttori sono così chiamati a migliorare le prestazioni ambientali dei motori convenzionali e a valutare il potenziale dei combustibili alternativi. 89

90 L IFPEN considera linee prioritarie lo sviluppo di nuove tecnologie per la riduzione degli impatti ambientali e il miglioramento dell efficienza dei motori convenzionali. Nei motori a benzina, l'attenzione dell istituto è in primo luogo posta sulla riduzione dei consumi. Molte soluzioni sono oggetto di ricerca per ottimizzare i processi combustione (ad esempio attraverso il riciclo dei gas di scarico), il dimensionamento e l alimentazione dei motori. Ulteriore priorità di ricerca riguarda il processo di calibrazione, attraverso lo sviluppo di nuove metodologie sperimentali per ridurre il numero e la durata delle prove. Per i veicoli diesel, la ricerca si concentra sulle emissioni inquinanti, mediante la riduzione significativa del consumo di carburante. Le ricerche riguardano principalmente l'architettura del circuito dell'aria (ad esempio la soluzione a doppia sovralimentazione), il miglioramento della combustione, l ottimizzazione del sistema di controllo e i sistemi di post-trattamento. Inoltre, l IFPEN svolge attività di ricerca e sviluppo per valutare il potenziale di approcci di tipo a doppio combustibile (benzina/gasolio oppure gas/gasolio) con l obiettivo di ottimizzare il funzionamento del motore e ridurre il ricorso ad interventi antinquinamento. Infine, l istituto è fortemente impegnato nello sviluppo di carburanti alternativi (si veda la parte di bioenergia), con le attività che si concentrano sullo sviluppo e la convalida delle loro applicazioni per i trasporti e della loro compatibilità con i materiali dei vari componenti dei motori. Il trasporto aereo oggi contribuisce al 2-3% delle emissioni globali di CO2. In previsione di una forte crescita del traffico aereo entro il 2020, il Consiglio Consultivo per la Ricerca Aeronautica in Europa (ACARE) ha fissato obiettivi ambiziosi entro questo orizzonte: - 50% di emissioni di CO2 per passeggero-chilometro e - 80% di NOx rispetto al In risposta a queste sfide, l istituto considera linee prioritarie la ricerca sui propulsori alternativi (motore a pistoni, ibridazione, ecc.), sui sistemi di gestione dell energia a bordo, sui processi di combustione e sui carburanti alternativi. Le ricerche sono svolte in collaborazione con i principali attori del settore aeronautico (Airbus, Dassault, EADS, ONERA, Snecma, ecc.) e molte sono le iniziative europee a cui l istituto partecipa. L elettrificazione è anche un tema caldo nel campo aeronautico. Nel 2011, l IFPEN ha ad esempio partecipato in collaborazione con le imprese del settore a un progetto per valutare il potenziale di ibridazione di un sistema di propulsione per aeromobili. I primi risultati dimostrano come tecnologie e metodologie provenienti dal settore automotive possano essere adattate con successo al comparto aeronautico. Nella seconda area di fronte alla crescente domanda di prodotti petroliferi in un contesto di risorse in esaurimento, le raffinerie devono ottimizzare i processi di produzione e congiuntamente ridurre gli impatti ambientali. L istituto considera prioritarie le ricerche in risposta a questa duplice sfida; in particolare la definizione di processi più efficienti e sostenibili (tecnologie di conversione per idrocarburi non convenzionali, idroconversione dei residui, nuovi catalizzatori, processi di idrodesolforazione, tecnologie per la produzione di intermedi chimici organici, ecc.) e lo sviluppo della produzione di combustibili sintetici da 90

91 gas naturale e carbone. Per quest ultima linea, le ricerche sono volte al miglioramento dei processi di conversione (diretta e indiretta) in termini sia economici che ambientali, attraverso l aumento della loro produttività, la riduzione dei consumi energetici e l'integrazione in impianto con le tecnologie di CCS. Nella terza area, l IPFEN considera prioritarie le ricerche per lo sviluppo di nuove metodologie e strumenti di simulazione per una migliore conoscenza del sottosuolo, l individuazione di nuovi giacimenti (onshore e offshore) e il completo sfruttamento delle riserve esistenti, anche in relazione ai gas non convenzionali, quali ad esempio lo scisto, ad oggi ancora poco conosciuti e valutati. Le ricerche dell IFPEN si indirizzano quindi allo sviluppo di software e di modelli innovativi per caratterizzare qualitativamente e quantitativamente la formazione di idrocarburi e di depositi sedimentari, così come il loro spostamento dall area di formazione alla trappola stratigrafica, e la conformazione spaziale dei giacimenti già individuati. Ulteriori linee di ricerca fanno riferimento all ottimizzazione delle tecnologie per il recupero assistito del petrolio (Enhanced Oil Recovery EOR) al fine di aumentarne la quantità estratta dai giacimenti. Diverse tecnologie (termiche, chimiche, iniezione di CO2) sono oggetto di continui studi da parte dell istituto. Infine un ulteriore priorità di ricerca in quest area è lo sviluppo di tecnologie, macchinari e strumentazioni e infrastrutture per la produzione di idrocarburi in ambienti estremi (zone artiche, offshore ultra profondo) e per il trattamento di risorse non convenzionali, quali ad esempio lo scisto e i gas acidi. Tra i laboratori della Rete dell Emilia Romagna, il CONSORZIO LEAP considera tra le linee strategiche la ricerca e sviluppo di sistemi per la misura degli inquinanti (specialmente particolato fine e ultrafine) in effluenti gassosi e prodotti di combustione per lo sviluppo di processi e prodotti a minor impatto ambientale. In particolare, i risultati di questa linea di ricerca saranno finalizzati allo sviluppo di impianti di generazione termica a basso impatto ambientale per il riscaldamento di unità abitative. INNOVATIVE ENERGY STORAGE SYSTEMS AND TECHNOLOGIES Questo ambito è considerato prioritario per l IFPEN in relazione a: Le tecnologie relative al funzionamento delle batterie per l'elettrificazione delle automobili I sistemi per lo stoccaggio massivo dell energia (Energy Massive Storage) In particolare, l elettrificazione dei veicoli ha un potenziale significativo per ridurre i consumi e gli impatti ambientali e promuovere la diversificazione delle fonti energetiche. Le auto totalmente elettriche sono limitate attualmente ad applicazioni su breve distanza a causa della scarsa autonomia e dell'alto costo delle batterie, laddove il veicolo ibrido ha un autonomia maggiore. Sulla base dell'esperienza acquisita nello studio dei motori convenzionali, l IFPEN svolge attività di ricerca per ottimizzare le prestazioni dei veicoli ibridi. Tra i livelli di ibridazione possibile, in funzione alle diverse gamme di veicolo, condizioni di utilizzo e prestazioni desiderate, l istituto concentra i propri sforzi sull auto 91

92 ibrida ricaricabile. Le principali aree di ricerca riguardano l architettura dei propulsori ibridi e la loro integrazione nel veicolo, la simulazione numerica e il controllo elettronico dei diversi componenti di bordo. A tal fine, l istituto ha realizzato una piattaforma sperimentale che consente di riprodurre e valutare in via molto rapida differenti architetture complesse di veicoli ibridi, mediante un approccio HIL - Hardware in the Loop. In questo schema, il banco di prova è equipaggiato con il solo motore termico, mentre tutti gli altri componenti (motore elettrico, trasmissioni, batteria, ecc.) vengono simulati con un elevato grado di precisione. Lo stesso approccio è applicato ai sistemi di accumulo: in questo caso, l'elemento fisico è costituito dalla batteria mentre è il resto del veicolo ad essere simulato. Un ulteriore priorità di ricerca è costituita dai sistemi di controllo motore in grado di ottimizzare, mediante algoritmi di calcolo, il funzionamento e la gestione a bordo di ciascun componente di un motopropulsore: motore termico, sistema di post-trattamento dei gas di scarico, motore elettrico, batterie, ecc. Per rispondere alle sfide nel campo della motorizzazione elettrica, l IFPEN lavora a stretto contatto con altri istituti di ricerca, in particolare nell ambito dell Associazione degli Istituti CARNOT 12 e nell ambito dei due poli nazionali LUTB (Lyon Transport & Mobility System) per il trasporto pesante, e MOV'EO per il settore automobilistico. Nell ambito di quest ultimo cluster, in collaborazione con altre organizzazioni di ricerca (CETIM - Centre Technique des Industries Mécaniques, IFSTTAR - Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'aménagement et des Réseaux, UVSQ - Université de Versailles Saint- Quentin-en-Yvelines), l IPFEN è direttamente coinvolto nella creazione di una piattaforma innovativa (MOV'EO-DEGE) per accelerare lo sviluppo e la convalida dei veicoli ibridi ed elettrici. Molte sono inoltre le collaborazioni con soggetti industriali e in particolare con le principali case automobilistiche, nazionali e non. Queste collaborazioni si concretizzano sia nella partecipazione ai progetti pubblico-privati finanziati dall Agenzia Francese per l'ambiente e il Risparmio Energetico (ADEME) e dall ANR, sia alla creazione di partnership strategiche di lungo termine, come ad esempio quelle con Peugeot, Citroën e Renault, attorno a specifiche tematiche di ricerca nel campo della trazione. L IPFEN si avvale inoltre della società controllata D2T per la valorizzazione industriale dei risultati delle sue ricerche sui gruppi motopropulsori e sulle apparecchiature di prova. Infine, a livello comunitario l istituto è partner in molti progetti del Programma Quadro riguardanti lo sviluppo dei veicoli elettrici, con particolare riferimento a materiali, tecnologie e processi per lo sviluppo di batterie innovative. All interno della Rete regionale, il CIRI ICT di Bologna considera prioritario la ricerca e sviluppo di dispositivi ICT energeticamente autonomi tramite tecnologie energy harvesting, che consentono di recuperare 12 È un nuovo dispositivo per favorire il trasferimento delle tecnologie e stimolare le collaborazioni partenariali tra laboratori pubblici e privati. Il riconoscimento istituto Carnot è concesso agli organi di ricerca del settore pubblico che perseguono attivamente la ricerca in collaborazione con le imprese. Gli Istituti Carnot ricevono dall ANR un contributo finanziario che è funzione dell'incremento dei contratti di ricerca partenariali realizzati. 92

93 contributi energetici di diversa natura presenti nell ambiente (vibrazioni prodotte da macchine, energia termica, radiazioni luminose, onde elettromagnetiche, energia prodotta da altre attività umane, etc.). NETWORK TECHNOLOGIES NEW STRATEGIES, ARCHITECTURES AND TOOLS FOR ACTIVE DISTRIBUTION NETWORKS Le ricerche in questa area hanno l obiettivo di creare una rete di distribuzione dell energia elettrica in grado di monitorare, proteggere ed ottimizzare, in maniera del tutto automatica, le connessioni e le operazioni fra i vari punti della rete, quali ad esempio i generatori, le utenze industriali, le utenze domestiche, i terminali mobili, i veicoli elettrici, etc. L aumento della complessità nella gestione dei generatori della rete, le crescenti preoccupazioni per l ambiente, la crescita della domanda e infine la ricerca della qualità nel servizio offerto richiedono, infatti, una rete elettrica più intelligente di quella attuale e che sappia sfruttare al meglio le moderne tecnologie. L evoluzione richiesta coinvolgerà tutte le parti della rete elettrica, dai generatori, ai consumatori, fino al mercato dell energia. Tra i laboratori della Rete: il CIRI Energia e Ambiente considera tra le linee di ricerca prioritarie per i prossimi cinque anni lo sviluppo di nuovi sistemi di generazione distribuita di taglia ridotta, destinati ad applicazioni prevalentemente stazionarie, e soluzioni e tecnologie per lo sviluppo e la gestione delle smart grid. Sempre nell ateneo bolognese, il CIRI ICT prevede investimenti per le applicazioni delle nuove tecnologie dell informazione alle reti intelligenti per aumentarne stabilità, efficienza e affidabilità. il laboratorio CROSS-TEC si occupa di tecnologie ICT per l interoperabilità nei modelli di business connessi all uso efficiente e consapevole dell energia (Smart Energy Grids, ottimizzazione del consumo energetico). Lo stesso laboratorio è coordinatore del progetto ARTISAN finalizzato alla riduzione dei consumi di energia e delle emissioni di CO2 del settore tessile. L iniziativa prevede l integrazione di tecnologie di acquisizione dati, di misurazione e di ottimizzazione dei processi energetici. ENERGY EFFICIENCY IN INDUSTRY In questo ambito di ricerca, le attività dell IFPEN si concentrano sullo sviluppo dei processi e dei catalizzatori per le raffinerie e l industria petrolchimica. In questi domini, l istituto è la seconda organizzazione al mondo per brevetti concessi in licenza. Le soluzioni tecnologiche prioritarie sono già state analizzate all interno dell area Climate Change & Carbon Cycle. 93

94 Sempre in quest ambito, possono essere ricondotte le ricerche dell istituto volte all ottimizzazione della gestione e alla riduzione dei consumi idrici negli impianti. L'acqua è, infatti, un elemento critico sia nella produzione di energia sia nei processi di riduzione delle emissioni inquinanti. La produzione di idrocarburi fa anch essa ampio uso di acqua, in forma liquida o vapore. L IFPEN considera questo un ambito di ricerca prioritario tanto da dotarsi, a partire dal 2010, di un programma strategico dedicato. Ad oggi, numerose collaborazioni con le compagnie petrolifere sono in fase di lancio. All interno della piattaforma regionale, il laboratorio LAERTE dell ENEA considera robusti investimenti per il recupero energetico adattato ai piccoli impianti industriali (circa il 40% dell investimento totale dei prossimi 5 anni). In particolare individua come asse prioritario la ricerca e sviluppo di scambiatori per il recupero dell energia termica. Su questa tecnologia, prevede di individuare casi pilota su cui studiare il problema teorico per poi sviluppare dimostratori con il supporto di soggetti privati. ENERGY EFFICIENCY IN BUILDINGS In questo ambito di ricerca, lavorano molti laboratori della Rete afferenti a diverse piattaforme regionali: il laboratorio LAERTE dell ENEA è fortemente specializzato nella caratterizzazione termoigrometrica ed ambientale di materiali innovativi per il risparmio energetico negli edifici. Il laboratorio si attende nei prossimi anni cambiamenti tecnologici nei seguenti ambiti: Materiali ad azione passiva (ad esempio materiali isolanti di nuova generazione), sottoforma di pannelli compositi o di incoerenti per il riempimento di elementi per muratura tradizionale (blocchi forati in laterizio, strutture portanti in cls). Materiali ad azione attiva (Phase Changement Materials PCM) con la funzione di accumulare e cedere sistematicamente energia termica da e verso l ambiente interno sulla base delle condizioni climatiche esterne. Rispetto a questi temi, il laboratorio intende sviluppare nuovi materiali e sistemi testandone la reale efficacia integrata. In particolare, prevede investimenti robusti (stimati nel 40% del totale degli investimenti dei prossimi 5 anni) per: definire nuove metodologie di sperimentazione per l analisi dei materiali in modo singolo ed integrato. Uno degli obiettivi principali è quello di studiare l applicabilità di nuove tecnologie (PCM) a tecniche costruttive tradizionali di tipo passivo (muri ad accumulo, sistemi Trombe-Michel, ecc); testare l efficacia di sistemi di raffrescamento passivo in edifici di nuova costruzione e in caso di ristrutturazione di edifici esistenti. 94

95 Il laboratorio LARCO-ICOS (Piattaforma Regionale Costruzioni) è fortemente specializzato nella bioedilizia. Considera linee di ricerca prioritarie: la realizzazione di materiali edili innovativi, ad alte prestazioni ed elevate caratteristiche di sostenibilità (materiali isolanti ecocompatibili e materiali funzionalizzati, quali piastrella ceramica fotovoltaica e laterizio con controllo di riflettanza fotovoltaico e fotocromatico); lo sviluppo di soluzioni innovative per l integrazione delle energie rinnovabili nel costruito (solare termico e fotovoltaico integrato in copertura); lo sviluppo di componenti intelligenti, quali infissi tecnologici avanzati (finestra domotica con dispositivi di regolazione e controllo delle prestazioni); la definizione di nuove soluzioni di facility management e, in particolare, lo sviluppo di innovativi sistemi di BMS (Building Management System) per la gestione intelligente degli impianti energetici (climatizzazione, illuminazione, ventilazione, sistemi di alimentazione, distribuzione di acqua, gas e luce). EN&TECH (Piattaforma Regionale Costruzioni), centro interdipartimentale dell Università di Modena e Reggio Emilia, considera nella propria strategia robusti investimenti per: la ricerca di nuovi materiali per il contenimento energetico (nanostrutture a biossido di titanio) e lo sviluppo di nuove metodologie per la valutazione delle proprietà termo-fisiche, chimico-fisiche e strutturali dei materiali e dei componenti edilizi, per lo studio dei processi da stress ambientale, delle dispersioni energetiche e delle caratterizzazioni strutturali dei materiali, dei componenti edilizi e del complesso del costruito; lo sviluppo di piattaforme di home e building automation in grado, attraverso il riconoscimento di attività e situazioni, e appositi algoritmi decisionali, di attuare azioni volte al risparmio energetico; lo sviluppo di sistemi d illuminazione domestica ad alta efficienza energetica, basati su LED (Light Emitting Diodes) in nitruro di gallio (GaN). In questo ambito possono essere ricondotte anche le attività del CIRI ICT per lo sviluppo di metodologie e strumenti per la progettazione in chiave energetica delle zone urbane. Al fine di migliorare la qualità della vita e ridurre i consumi, è importante tener conto degli effetti della radiazione solare sull efficienza energetica complessiva delle aree urbane: nel progetto di nuove aree urbane occorre perciò considerare l insorgenza del fenomeno isola di calore in relazione alla struttura urbanistica e alla geometria dell edificato, ai materiali da costruzione utilizzati e alla presenza di captatori solari o apparati atti a sfruttare o riflettere la radiazione solare. 95

96 IDROGENO E CELLE A COMBUSTIBILE Recenti analisi stimano una crescita esponenziale della domanda di idrogeno che potrebbe raddoppiare nel Le attività di ricerca dell IFPEN in questo ambito si concentrano sulle tecnologie di produzione. Due sono le soluzioni considerate ad alto potenziale: la produzione centralizzata e decentralizzata. La prima consente la produzione di idrogeno e elettricità (o solo idrogeno) a partire da gas naturale, con minori emissioni di CO2 e un costo inferiore rispetto alle tecnologie esistenti. Congiuntamente linee di ricerca si focalizzano sullo sviluppo di più efficaci tecnologie di cattura, per adsorbimento, della CO2 generata durante questo processo. La seconda, la cui sperimentazione ha avuto inizio recentemente nel 2011, fa riferimento allo sviluppo di un processo di produzione decentrata dell idrogeno a partire da etanolo in impianti di minor taglia. Tale soluzione potrebbe avere il vantaggio di produrre minori emissioni di gas serra. Tra i laboratori della Rete, il CIRI BOLOGNA individua quale linea strategica la ricerca e lo sviluppo di tecnologie per impianti di piccole dimensioni per la produzione di idrogeno da fonti alternative al gas naturale (ad esempio biogas, biomasse) e tecnologie di purificazione per un suo successivo utilizzo nelle celle a combustibile. ENERGIE RINNOVABILI BIOENERGY Il settore delle biomasse comprende una serie di tecnologie che vanno dalla valorizzazione energetica dei rifiuti alla produzione di biogas dagli scarti animali allo sfruttamento di biomasse e oli vegetali per produrre energia o carburanti alternativi. La biomassa, se utilizzata in modo sostenibile in tutte le fasi (coltivazione, raccolta, conferimento e conversione energetica), rappresenta una fonte di energia rinnovabile programmabile e disponibile localmente, con previsioni di sviluppo importanti. Il suo impiego può consentire la produzione di energia elettrica e calore limitando le emissioni complessive di CO 2, oltre a rappresentare una possibilità per lo sviluppo di interessanti nicchie di mercato e di specializzazione. Ad oggi, l impiego delle biomasse, soprattutto in relazione ai sistemi di conversione più innovativi, è limitato dalla scarsa competitività delle tecnologie utilizzate se comparate a quelle a fonti tradizionali (combustibili fossili). L IFPEN considera il settore delle bioenergie ad alta crescita potenziale. Le ricerche si concentrano sulle tecnologie per la produzione, il trattamento e l utilizzo dei biocarburanti. In particolare: Biocarburanti di prima generazione: già oggi, il 10% del mercato dei biocarburanti di prima generazione è prodotto sotto licenza IFPEN. Due sono le categorie principali: il biodiesel, prodotto a partire da piante 96

97 oleoginose (colza, girasole, soia, olio di palma), e l etanolo, prodotto dalla fermentazione di zucchero o di amidi contenuti in alcune tipologie di biomasse vegetali, utilizzato per i motori a benzina. In questo ambito, le attività dell istituto si concentrano sui trattamenti di idrogenazione di oli vegetali (HVO). I combustibili ottenuti con questa tecnologia presentano, infatti, ottime qualità per essere utilizzati in motori diesel: elevato numero di cetano, assenza di zolfo e idrocarburi aromatici, proprietà a freddo regolabili. Biocarburanti di seconda generazione: i biocarburanti di seconda generazione sono prodotti dalla trasformazione diretta di biomassa ligneocellulosica, disponibile in grandi quantità e in varie forme (legno, fieno, paglia, ecc.). Attualmente l IPFEN partecipa ai due più grandi progetti francesi su questo tema. Per quanto riguarda i processi di conversione biochimica (che consentono la trasformazione della biomassa in etanolo), le attività di ricerca dell IFPEN hanno l obiettivo di migliorare l efficacia e l efficienza di ciascuna fase del ciclo produttivo: dai processi di pretrattamento, idrolisi enzimatica e fermentazione, a quelli di separazione mediante distillazione e disidratazione. L IFPEN è dal 2008 il principale partner del progetto dimostratore Futurol. Tale iniziativa ha l obiettivo di sviluppare a partire dal 2016 un processo completo per la produzione di bioetanolo di seconda generazione, sostenibile ed efficiente in tutte le fasi. Un passo importante è stato compiuto nel 2011 con la messa in funzione di un impianto pilota. Le attività di ricerca e sperimentazione sono attualmente indirizzate a migliorare l efficacia dei pretrattamenti, dei processi per la produzione di enzimi e di quelli per recupero e la valorizzazione dei sottoprodotti. Nel campo della conversione termochimica, l IPFEN lavora per ottimizzare tutte le fasi del ciclo di produzione (confezionamento e gassificazione della biomassa, purificazione dei gas di sintesi e loro conversione in biodiesel e biocherosene di elevata qualità). L Istituto partecipa dal 2010 al progetto dimostratore BioTfuel. Il progetto riunisce un consorzio di sei partner (Axens, CEA, IFPEN, Sifiprotéol, ThyssenKrupp Uhde e Total) con l obiettivo di sperimentare, ottimizzare e validare entro il 2017 un ciclo completo per la produzione di biodiesel e biocherosene di seconda generazione (e successivo trasferimento su scala industriale entro il 2020). Biocarburanti di terza generazione: l IPFEN svolge attività di ricerca esplorativa per la produzione di biocarburanti di terza generazione, prodotti dalla conversione biologica di biomassa algale autotrofa. Alcune specie di microalghe possono, infatti, accumulare attraverso la fotosintesi la CO 2 come grasso, il cui contenuto può raggiungere il 30% di materia secca. Ad oggi molti sono i vincoli alla sostenibilità economica e ambientale delle filiere (costi elevati di produzione, elevati consumi di energia, rendimenti, procedure di raccolta, contenuto di CO 2, ecc). I bilanci ambientali ed energetici sono i principali problemi. Per garantire la sostenibilità economica del settore, si deve ridurre in modo significativo il 97

98 consumo di energia in tutta la catena di produzione, e molti progressi sono necessari per trasferire i processi di produzione su larga scala riducendone i costi (attualmente stimati in oltre 300 $ al barile). Metodologie di valutazione: l Istituto è specializzato nella definizione di analisi di LCA per la valutazione delle prestazioni ambientali e della sostenibilità delle produzioni delle diverse tipologie di biocarburanti. Queste metodologie sono sempre più utilizzate nella definizione delle politiche europee e americane nel settore delle energie rinnovabili. Limitate in passato alla sola valutazione del bilancio di emissioni di gas serra, sono ora oggetto di continui sviluppi per estendere l'analisi ad altri impatti ambientali (ad esempio in relazione alle risorse idriche e altre emissioni inquinanti). Chimica verde: l IFPEN svolge attività di ricerca per la trasformazione della biomassa in prodotti chimici verdi, da utilizzare in sostituzione degli intermedi petrolchimici (etilene, propilene, buteni, ecc.), o per la generazione di nuovi intermedi (acido lattico, succinico, levulinico, ecc). In questo campo, le linee di ricerca prioritarie riguardano lo sviluppo di processi, catalizzatori e biocatalizzatori, adatti alla lavorazione delle biomasse. Nel 2011, l IFPEN ha sviluppato un processo per la produzione di etilene mediante disidratazione di etanolo, che sarà immesso sul mercato entro il Due laboratori della Piattaforma regionale considerano questo ambito un opportunità per nuove collaborazioni di ricerca industriale, e quindi punto centrale della strategia di crescita di medio periodo. In particolare: Il CIRI BOLOGNA concentra parte degli investimenti futuri sullo sviluppo di tecnologie e soluzioni innovative per l utilizzo delle biomasse sia ai fini energetici che per la produzione di materiali sostitutivi. L Unità Biomasse considera assi portanti della propria strategia lo sviluppo di: > Processi di digestione anaerobica ad alta efficienza per la produzione di biogas e di materiali sostitutivi per applicazioni a basso costo e ad alto valore aggiunto (e.g. chemicals). > Ottimizzazione dei processi di conversione termochimica pirolitici e loro scale-up a livello industriale; stabilizzazione e produzione dio bio-olio da diverse matrici > Processi ibridi termo e biochimici per lo sfruttamento di biomasse ligneocellulosiche. > Ottimizzazione delle coltivazioni di specie algali da utilizzare in nuove filiere di produzione di sostanze ad alto valore aggiunto (es. farmaci, cosmesi) e biocarburanti; in particolare, sviluppo e valutazione delle tecnologie per l ottenimento di biocarburanti da microalghe (estrazione, pirolisi, trattamento idrotermale) e delle tecniche analitiche per la loro caratterizzazione. > Sviluppo di software e modelli per l analisi e la gestione delle filiere per il trattamento delle biomasse e di nuove metodologie per la valutazione degli impatti economici e ambientali. L Unità Operativa Bioenergia indica le seguenti linee di ricerca prioritarie: 98

99 > Sviluppo di nuove tecnologie e processi per la conversione energetica delle biomasse (pirolisi) > Studio di nuovi sistemi di generazione distribuita di taglia ridotta, destinati ad applicazioni prevalentemente stazionarie e, in particolare, studio e ottimizzazione di sistemi cogenerativi di piccola taglia. > Sviluppo ed introduzione di sistemi catalitici in processi che utilizzano le biomasse per la produzione di biocarburanti e chemical building blocks. In particolare, sviluppo delle seguenti tecnologie: catalizzatori strutturati, processi di separazione, processi a bassa temperatura, processi catalitici a membrana, processi one pot, catalisi multifunzionale, sistemi ibridi organici ed inorganici, catalizzatori con nano-particelle. Il CRPA considera prioritarie le linee di ricerca che riguardano l affinamento dei processi biologici per la produzione di biocarburanti e la messa a punto di impianti e tecnologie, compreso l adattamento degli impianti utilizzatori. In particolare, le ricerche sono volte allo sviluppo di tecnologie e protocolli per la produzione di biometano. Le ricerche prioritarie riguardano lo: > Upgrading del biogas: Purificazione del biogas a biometano e recupero della CO 2 come gas tecnico. > Ottimizzazione abbinamento devices/biometano: Miglioramento dell efficienza energetica dei gruppi di cogenerazione. > Trattamento del digestato: essiccazione con recupero del calore di cogenerazione; evaporazione sotto vuoto. WIND ENERGY L IFPEN concentra le ricerche sull eolico offshore, potendo contare su un importante esperienza nel campo della perforazione, produzione petrolifera in mare aperto e automazione. Meccanica strutturale, meccanica dei fluidi, chimica-fisica dei materiali, sistemi di controllo sono tutte competenze che confluiscono nei programmi di ricerca avviati a partire dal L IFPEN ha sviluppato ad esempio, in collaborazione con Principia, un software di simulazione dinamica per l interazione fluido-struttura, per una migliore progettazione e successiva ottimizzazione delle turbine eoliche galleggianti. Le ricerche dell IFPEN rientrano all'interno di una rete di eccellenza con partner industriali e accademici. Tra i laboratori della rete, il Centro EN&TECH di Reggio Emilia prevede investimenti per lo sviluppo del microeolico e di componenti elettronici (inverter) e nuove soluzioni di meccatronica per il miglioramento dell efficienza dei generatori eolici. 99

100 PHOTOVOLTAICS Nell area del fotovoltaico, tra i laboratori della Rete: il CIRI BOLOGNA indica tra le priorità lo sviluppo di tessuti fotovoltaici plastici ultra leggeri con efficienze superiori al 3% e stabilità oltre le 10mila ore di funzionamento. il Laboratorio Mister considera un area di ricerca prioritaria lo sviluppo di materiali, processi e tecnologie per la realizzazione di sistemi fotovoltaici innovativi basati su sistemi organici ed ibridi. L obiettivo è colmare il gap tra i prototipi di ricerca e i dimostratori realizzati con tecniche a basso costo compatibili con la produzione su larga scala. A tal fine, il laboratorio intende nei prossimi cinque anni realizzare moduli fotovoltaici a base organica con un area attiva almeno di 10x10 cm, efficienze di cella e di modulo pari rispettivamente almeno al 5 e al 3%, e tempi di vita superiori alle ore. Il laboratorio EN&TECH dell Università di Modena e Reggio Emilia prevede all interno della propria strategia lo sviluppo di nuovi materiali fotovoltaici. In particolare, lo sviluppo di prototipi teoricosperimentali di celle fotovoltaiche di terza generazione: celle tandem al silicio nano-strutturato e celle alle nanoparticelle di titanio. Ulteriore linea di ricerca riguarda lo sviluppo di componenti elettronici (inverter) e di soluzioni di meccatronica per applicazioni fotovoltaiche. 2.7 Analisi della domanda di ricerca industriale delle imprese locali Un ultima analisi considera i laboratori della Rete in relazione al fabbisogno di innovazione espresso dalle imprese regionali. Come proxy della domanda di innovazione, è stata considerata la finalizzazione dei progetti di ricerca industriale presentati dalle imprese, indipendentemente dalla loro approvazione, sulle iniziative di sostegno messe in campo dalla Regione a partire dal 2002, anno di definizione del PRRIITT. Degli oltre progetti analizzati, 150 iniziative sono riconducibili al comparto Energia e Ambiente ; Figura 14 - Ripartizione dei progetti delle imprese per Piattaforma Regionale un numero esiguo se confrontato con altri settori regionali, in particolare Meccanica e ICT. Di queste iniziative, circa la metà è legata direttamente alle tematiche energetiche (74 progetti, con la partecipazione potenziale di 102 imprese); i restanti progetti hanno come oggetto lo sviluppo di tecnologie e metodologie per il controllo e il rimedio ambientale. 100

101 La figura seguente considera i settori di origine-destinazione delle ricerche in ambito energetico. I dati mettono in evidenza la forte partecipazione delle imprese delle costruzioni (circa 1/5 del totale) e del comparto dei servizi. Figura 15 - Energia: origine e destinazione dei progetti delle imprese La classificazione dei progetti sulla base della tassonomia aree di ricerca/ambiti tecnologici precedentemente descritta conferma una concentrazione dei progetti e delle risorse sulle tematiche riguardanti l efficienza energetica nelle costruzioni; le iniziative proposte riguardano sia progetti per l integrazione delle fonti rinnovabili nel costruito, sia progetti integrati per l uso efficiente delle risorse energetiche in cui rientrano aspetti propri delle ICT e della domotica. Sempre in questo ambito una quota di progetti è per lo sviluppo di nuovi materiali isolanti a maggiori prestazioni. Con la cautela dovuta al basso numero di osservazioni, oltre il 40% dei progetti ha come oggetto le energie rinnovabili. In questo ambito, la domanda delle imprese si concentra sullo sviluppo di tecnologie, sistemi e soluzioni per lo sfruttamento ai fini energetici della biomassa, e in particolare sui processi e sui componenti per la conversione termochimica. Infine, l analisi sulla domanda considera i contributi specialistici richiesti dalle imprese ed indicati all interno della proposta progettuale. Per ovviare al problema delle diverse configurazioni della Rete Regionale che si sono succedute nel corso dei diversi bandi, ciascuna richiesta di collaborazione è stata ricondotta alla singola università (e dipartimento) o al singolo istituto di ricerca. Per esempio, nel caso dei laboratori della rete si è considerata l organizzazione da cui nascono per omogeneizzare i dati nel lasso di tempo considerato ( ). La tavola successiva riporta, in relazione alle aree di ricerca ed ambiti tecnologici considerati, il livello potenziale di coinvolgimento dei principali soggetti regionali (potenziale dal momento che l analisi ha considerato tutti i progetti presentati e non solo quelli che hanno effettivamente avuto i finanziamenti. 101

102 Tabella 16 - Domanda regionale: progetti, imprese e risorse per ambito scientifico-tecnologico PROGETTI IMPRESE RISORSE Cambiamenti Climatici e Carbon Cycle 2 3% 5 5% % Tecniche e sistemi per la separazione e la cattura della CO2 1 50% 4 80% % Altri topic di ricerca emissioni di gas GHG 1 50% 1 20% % Sistemi e Tecnologie Innovative per lo Stoccaggio Energetico 3 4% 3 3% % Sistemi di accumulo di energia ad alta densità e rapido rilascio 2 67% 2 67% % Sistemi innovativi di stoccaggio per le reti di distribuzione di energia elettrica 1 33% 1 33% % Tecnologie di Rete 5 7% 5 5% % Strategie, architetture e dispositivi per le reti elettriche di distribuzione attive 2 40% 2 40% % Diagnosi, sorveglianza, manutenzione e controllo 1 20% 1 20% 275 7% Risk Assessment e dispositivi innovativi per la sicurezza del sistema elettrico 2 40% 2 40% % Efficienza energetica nell industria 2 3% 2 2% % Materiali, componenti e tecnologie per l efficienza energetica degli impianti 2 100% 2 100% % Efficienza energetica nell edilizia 26 35% 36 35% % Uso efficiente delle risorse e Clean Buildings 16 62% 20 56% % Materiali avanzati e tecnologie per sistemi di isolamento ad alta prestazione 10 38% 16 44% % Idrogeno e celle a combustibile 5 7% 5 5% % Tecnologie, materiali e componenti per la produzione e lo stoccaggio dell H2 2 60% 2 60% % Materiali e processi per celle a combustibile di prossima generazione 3 40% 3 40% % Energie Rinnovabili 31 42% 46 45% % Bioenergie 15 48% 19 41% % Fotovoltaico 6 19% 8 17% % Altre applicazioni di energia solare 2 0,6% 2 0,4% 834 3% Energia eolica 8 26% 17 37% % TOTALE % % % Tabella 17 - Domanda delle imprese: focus rinnovabili PROGETTI IMPRESE RISORSE Bioenergie 15 48% 19 41% % Tecnologie e componenti per processi di conversione termochimica 8 53% 8 42% % Materiali avanzati, tecnologie e dispositivi per la produzione di biocarburanti 3 20% 3 16% % Bioraffinerie sostenibili 1 7% 1 5% 517 5% Tecnologie e metodologie di valutazione biomassa e biocarburanti 3 20% 7 37% % Fotovoltaico 6 19% 8 17% % Materiali avanzati e tecnologie per il fotovoltaico di prima generazione 5 83% 6 75% % Materiali avanzati e tecnologie per il fotovoltaico di terza generazione 1 17% 2 25% % Altre applicazioni di energia solare 2 6% 2 4% 834 3% Nuovi materiali, tecnologie e componenti per applicazioni CSP 2 100% 2 100% % Energia eolica 8 26% 17 37% % Soluzioni e strumenti per ottimizzazione impianti eolici 7 88% 13 76% % Modellazione avanzata e nuovi strumenti di forecasting 1 12% 4 24% 540 9% TOTALE % % % 102

103 Progetti UNIMORE UNIBO UNIPR UNIFE UNIPC CNR (ER) Consorzio Ri.Cos ENEA (ER) ALTRI IST. REG. IMPRESE REG. UNIV. EXTRAREG. ISTITUTI EXTRAREG. IMPRESE EXTRAREG. Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R Cambiamenti Climatici e Carbon Cycle 2 X X X X X X X Tecniche e sistemi per la separazione e la cattura della CO2 1 X X X X X X Altri topic di ricerca emissioni di gas GHG 1 X Sistemi e Tecnologie Innovative per lo Stoccaggio Energetico 3 X X X Sistemi di accumulo di energia ad alta densità e rapido rilascio 2 X X Sistemi innovativi di stoccaggio per le reti di distribuzione di energia elettrica 1 X Tecnologie di Rete 5 X Strategie, architetture e dispositivi per le reti elettriche di distribuzione attive 2 X X X Diagnosi, sorveglianza, manutenzione e controllo 1 X X Risk Assessment e dispositivi innovativi per la sicurezza del sistema elettrico 2 Efficienza energetica nell industria 2 X X Materiali, componenti e tecnologie per l efficienza energetica degli impianti 2 X X Efficienza energetica nell edilizia 26 X X X X X X Uso efficiente delle risorse e Clean Buildings 16 X X X X X X X X Materiali avanzati e tecnologie per sistemi di isolamento ad alta prestazione 10 X X X X X X X X X X Idrogeno e celle a combustibile 5 X X X X Tecnologie, materiali e componenti per la produzione e lo stoccaggio H2 2 X X X X Materiali e processi per celle a combustibile di prossima generazione 3 X X X X Energie Rinnovabili 31 X X Bioenergie 15 X X X X X X X Fotovoltaico 6 X X X Altre applicazioni di energia solare 2 X X X X Energia eolica 8 X X X X X X Alta richiesta di collaborazione Media richiesta di collaborazione X Collaborazione sporadica 103

104 2.8 Capacità e propensione alla collaborazione con le imprese Le analisi nel lavoro di Technology Assessment presso i laboratori della Rete hanno dato alcune indicazioni sull operatività dei centri regionali. Tuttavia la politica è in corso e i laboratori, caratterizzati da storie eterogenee e fasi diverse di sviluppo, sono stati «fotografati» in un momento di transizione. Le valutazioni fornite hanno riguardato in larga misura le «intenzioni» dichiarate piuttosto che i «risultati» effettivamente raggiunti nella nuova forma che i laboratori hanno adesso assunto. Alcuni dei laboratori della Piattaforma Energia Ambiente si contraddistinguono per la discreta solidità delle competenze interne (qualità e fattibilità degli obiettivi, rilevanza degli ambiti scientifico-tecnologici di specializzazione, consistenza delle collaborazioni con altri istituti di ricerca), per la capacità di generare spin-off (soprattutto sulle tematiche maggiormente attinenti agli aspetti ambientali e dei beni culturali), per la consapevolezza del proprio posizionamento competitivo e l orientamento al futuro (per esempio il CIRI ENERGIA E AMBIENTE di Bologna). Si tratta di un buon punto di partenza per la piattaforma che deve però migliorare alcuni aspetti. Come sottolineato dal rapporto tematico 2011, fatta eccezione per i laboratori ENEA che si appoggiano ad un unità interna di trasferimento tecnologico, gli altri laboratori sono meno maturi dal punto di vista delle azioni di collegamento, networking e marketing. Sotto questo profilo ci sono dunque ampi margini di miglioramento anche guardando alle migliori prassi dei laboratori di altre piattaforme. Le ultime analisi hanno ulteriormente sottolineano l importanza per i laboratori di instaurare forti collegamenti con le imprese: non solo per reperire le risorse necessarie a sopravvivere nel medio-breve periodo, ma anche per partecipare e competere sulle iniziative comunitarie di ricerca. Per il tema energia, le stesse imprese, infatti, sono i principali attori e proponenti dei progetti di ricerca del VII Programma Quadro. Nonostante alcune esperienze interessanti, le modalità di interfaccia appaiono ancora poco strutturate (se confrontate con altre piattaforme regionali), perlopiù affidate al lavoro e ai contatti personali dei singoli docenti e ricercatori. Come dichiarato dagli stessi laboratori, inoltre, una larga parte delle collaborazioni passate ha riguardato organismi di controllo e, soprattutto, enti pubblici. Dato il settore, è abbastanza logico che le commesse provengano spesso da amministrazioni che abbiano l obiettivo di pianificare al meglio lo sviluppo territoriale, da organismi che si occupino di normative ambientali, per meglio calibrare le politiche e per attuare un adeguato controllo sul rispetto degli obblighi già stabiliti, o ancora da associazioni che operino per la difesa ambientale, anche senza scopo di lucro. La gran parte delle commesse private, d altronde, ha fatto riferimento all erogazione di servizi per rispettare determinati vincoli legislativi. La domanda delle imprese appare quindi largamente veicolata da richieste provenienti dal settore pubblico, a livello locale, nazionale o comunitario. 104

105 Considerato il basso numero di imprese locali operanti nelle filiere energetiche e la loro scarsa propensione alla ricerca, è quindi indispensabile che i laboratori si attrezzino per lavorare con imprese esterne o per intercettare i fabbisogni di innovazione dei settori più forti (meccanica, agroalimentare per quanto riguarda le attività legate alle biomasse e alle bioenergie, costruzioni, ecc.). LA STRATEGIA E LE AZIONI MESSE IN CAMPO DALL IPFEN IFPEN ha molte partnership internazionali con rinomati soggetti industriali, soprattutto nelle aree storiche dell istituto. Queste collaborazioni coinvolgono compagnie petrolifere e del gas, società parapetrolifere, costruttori fornitori delle principali case automobilistiche, ecc. Le collaborazioni sono comunque in forte crescita nel settore delle nuove tecnologie energetiche. Diversi tipi di contratti di collaborazione di R & S sono proposti dall IFPEN. In un contratto di ricerca bilaterale, l IFPEN e il suo partner finanziano congiuntamente un progetto e definiscono le regole per la gestione dei diritti di proprietà intellettuale sui risultati ottenuti. L IFPEN ha più di un centinaio d accordi di questo tipo con partner industriali francesi e internazionali del settore automobilistico. Nel settore idrocarburi, l IFPEN ha in essere una collaborazione pluriennale con la società TECHNIP. I Consorzi di ricerca raggruppano insieme diversi partner che mettono in comune risorse e competenze. Nella forma più comune per attività di ricerca di base, i risultati sono condivisi tra i partner al termine del progetto. I progetti Joint Industry Projects (JIP) sono una particolare forma di consorzio per specifiche attività di ricerca-produzione. IFPEN in questo caso partecipa solo al programma di R & S. Al termine del progetto, la componente industriale del consorzio si occupa dello sfruttamento dei risultati, su cui l IPFEN conserva la proprietà intellettuale. Circa tre progetti di questo tipo sono realizzati in media ogni anno. I progetti dimostratori sono un ulteriore tipologia di ricerca collaborativa stabilita di recente, che si distingue dai consorzi e dagli JIP. Ultima fase di validazione di una tecnologia prima della sua industrializzazione, i progetti dimostratori sono strettamente legati alla nascita di nuove tecnologie energetiche. La complessità tecnica e l entità degli investimenti rendono necessario stabilire forme di ampia collaborazione tra più soggetti per validare non solo una singola tecnologia, ma una filiera tecnologica completa. Questo nuovo tipo di ricerca collaborativa permetti di mettere assieme organizzazioni di ricerca, come l IFPEN, con i soggetti industriali di settore esperti in sviluppo sperimentale, Ne sono un esempio i progetti Futurol e BioTfueL nel settore dei biocarburanti di seconda generazione. 105

106 Il networking con le imprese è ulteriormente spinto da alcune iniziative di sostegno alla ricerca industriale messe in campo a livello nazionale. IFPEN partecipa attivamente a molti Poli di Competitività, la principale iniziativa in materia di ricerca del governo francese. L IPFEN è membro fondatore di tre Poli di Competitività a vocazione mondiale Axelera, specializzato in chimica e ambiente, e Mov'eo, sui trasporti) e di uno di livello nazionale (LUTB, dedicato al trasporto urbano). All'interno di queste iniziative, sono in corso diversi progetti per la costituzione di piattaforme tecnologiche, tra cui Mov'eo-Dege (veicoli puliti) e Axel'One (materiali e processi innovativi ecocompatibili), a cui partecipano imprese innovative ed altre organizzazioni di ricerca. L IPFEN è anche partner di altri poli, tra cui Tennerdis, Industrie et Agro-Ressources, Astech e Aerospace Valley. L IFPEN è, inoltre, coinvolto nei programmi di investimento strategici finanziati dal governo francese nel 2010 (Programme Investissements d avenir du Grand emprunt), con la diretta partecipazione a sei iniziative di ricerca (Francia Marines Energie, Geodenergies, Green Stars, Indeed, Pivert e VeDeCoM). Questi progetti coinvolgono istituti di formazione, organizzazioni di ricerca e imprese, in una logica di collaborazione pubblico-privata, e sono finalizzati a promuovere la competitività delle filiere industriali nazionali legate al tema dell energia pulita. Infine, si segnala come i diritti su molte innovazioni dell IPFEN vengono spesso concessi in licenza a partner esterni o sfruttati congiuntamente ad altre organizzazioni pubblico-private in iniziative commerciali comuni. Nel 2011 ad esempio, l IFPEN e le due società Beicip-Franlab e Rhodia, hanno creato la Chemical EOR AllianceTM, che offre servizi tecnici e di consulenza per l'industria petrolifera per il recupero assistito degli idrocarburi per via chimica. Per valorizzare i risultati delle sue attività, in conformità al proprio statuto, l IFP Energies Nouvelles crea nuove aziende (controllate) o acquisisce partecipazioni in società esterne. L insieme di queste iniziative costituisce per l istituto un importante rete che consente ai ricercatori di confrontarsi direttamente con le esigenze del mercato, e allo stesso istituto di adeguare costantemente i propri programmi di ricerca alle esigenze del comparto industriale. Queste società sono legate all IFPN da accordi di ricerca o di licenza, con lo stesso istituto che conserva i diritti di proprietà intellettuale sui risultati delle ricerche. Il rapporto tra l'ifpn e le sue controllate obbedisce anche a regole di natura commerciale, alla stessa maniera degli accordi di licenza con aziende esterne al gruppo. Anche la strategia di queste società è condivisa con la Direzione Strategica dell IFPEN che fissa le linee guida a cui attenersi. Le società controllate hanno tuttavia una totale autonomia di gestione e l IFPEN esercita il suo ruolo di azionista all interno di diversi organismi di gestione (Consiglio di Amministrazione, Comitato di Controllo Interno, Comitato Strategico, ecc). 106

107 2.9 Ricerca e networking I laboratori hanno collaborazioni con altri istituti di ricerca sia in ambito nazionale che internazionale. Nella maggioranza dei casi la collaborazione è tuttavia finalizzata alla realizzazione di singoli progetti di ricerca, alla condivisione di know-how, agli scambi di studenti e ricercatori, e alla pubblicazione congiunta dei risultati scientifici. In misura più marginale, l interazione si concretizza in accordi strutturati per attività di ricerca di lungo periodo. Soprattutto per i laboratori di estrazione universitaria, l aggravio burocratico è uni dei principali vincoli alla realizzazione di accordi duraturi con gli altri centri o università, in particolare a livello internazionale. La partecipazione alle iniziative strategiche europee è un elemento importante per aumentare il raggio delle proprie collaborazioni e per pendere parte attiva alle grosse reti di ricerca che si sono costituite in questi anni. Questa componente va sicuramente rafforzata e il ritardo colmato. Infine, sono ancora deboli le collaborazioni all interno della stessa piattaforma regionale e in misura ancora maggiore con i laboratori operanti in altri settori. Le poche esperienze di ricerca comuni sono nate più grazie ai rapporti personali tra i docenti che alle iniziative implementate allo scopo dalla Regione, perlopiù occasionali, ancora non generate da modalità di lavoro strutturate e condivise. Anche se si è ancora all inizio del progetto, la cooperazione tra i diversi attori è sicuramente un aspetto necessario affinché tutto la Rete abbia successo. LA STRATEGIA E LE AZIONI MESSE IN CAMPO DALL IPFEN Oltre alle forti relazioni con l industria, l IFPEN è fortemente integrato in una fitta rete di collaborazioni con organizzazioni di ricerca francesi, europee e internazionali. Molto strutturate nelle aree storiche di attività dell Istituto (idrocarburi e motoristica), queste partnership sono in rapida crescita da diversi anni nel settore delle nuove tecnologie energetiche. L IFPEN è fortemente coinvolto nel sistema francese di ricerca e innovazione (SFRI), sia a livello strategico che per azioni concrete di ricerca collaborativa. Ha stabilito partnership con oltre 200 équipe di ricerca di istituti francesi (Andra, BRGM, CEA, CNRS, Ifsttar, INRA, Ineris, PRES Lyon, Université Pierre et Marie Curie, ecc.) e di organizzazioni internazionali (ad esempio con l École Polytechnique Fédérale de Zurich, nel campo della modellistica molecolare). Queste reti sono una fonte di scambio e di confronto importante per presidiare l evoluzione della ricerca e delle tecnologie nei settori di attività di riferimento. L IFPEN partecipa anche all'alleanza Nazionale per il Coordinamento della Ricerca per l'energia (Alliance Nationale de Coordination de la Recherche pour l Energie - Anchor). L'obiettivo di questa iniziativa, creata nel 2009 su richiesta dell IFPEN, CEA, CNRS e CPU, è quello di rafforzare la ricerca francese in materia di energia, proponendo una politica comune di ricerca e sviluppo e favorendo le sinergie tra le organizzazioni 107

108 pubbliche di ricerca, università e aziende. I partner sono università, scuole di alta formazione, industrie, attraverso i Poli di Competitività, e tutte le organizzazioni pubbliche di ricerca nazionali operanti nei settori di riferimento. Alla fine dei suoi primi due anni di vita, l Anchor ha proposto, nel dicembre 2011, 50 programmi di ricerca per lo sviluppo delle filiere energetiche nel breve e nel medio-lungo periodo. Per una maggiore efficacia dell iniziativa, l'anchor opera in stretta concertazione con l EERA (l Alleanza Europea di Ricerca nel Settore dell'energia), istituita nell ambito dell Energy SET-PLAN per promuovere una programmazione della ricerca congiunta tra i diversi centri a livello europeo. Strette relazioni sono mantenute dall IFPEN anche con le strutture di finanziamento, orientamento e valutazione della ricerca francese (ADEME, ANR, OSEO, AERES, ANRT, ecc.). Queste relazioni assumono diverse forme: distacco di personale, partecipazione a focus group, a comitati di pilotaggio o di valutazione, ecc. IFPEN contribuisce attivamente dal 2006 alla rete degli Istituti Carnot, istituiti al fine di promuovere lo sviluppo di partenariati di ricerca pubblico-privati. L'iniziativa Carnot è stato rinnovata nel 2011 su un perimetro di attività che adesso include, oltre sistemi di motorizzazione-carburanti, i processi per la generazione di energia a basse emissioni di CO2. Infine, l IFPEN partecipa a tre laboratori di eccellenza (Labex). Questa iniziativa promossa dal governo francese nel 2009, gestita dall ANR e con una dotazione finanziaria di 36 miliardi di Euro, è finalizzata a rafforzare l'eccellenza scientifica, la competitività e la visibilità internazionale dei migliori laboratori francesi in tutte le discipline e in tutto il paese (attraverso il reclutamento di ricercatori di fama mondiale e nuovi investimenti in impianti e attrezzature). Nello specifico, L IPFEN partecipa a: IMUST - Il progetto Istituto di Scienza e Tecnologia Multiscala, coordinato dall Università di Lione e avviato nel 2010, è finalizzato alla ricerca multidisciplinare e multiscala nei settori dei materiali, dei processi e delle eco-tecnologie. I risultati attesi riguardano lo sviluppo di nuovi materiali compatibili con l'emergenza ambientale. L IFPEN apporta la propria esperienza nei processi di catalisi, nei modelli e nella simulazione numerica, così come nella strumentazione per la caratterizzazione dei materiali. Il laboratorio è stato istituito all interno del Polo di Competitività Axelera. MATISSE Il progetto Materiali, Interfacce, Superfici e Ambiente, coordinato dall Università Sorbona e avviato nel 2010, si concentra sullo sviluppo di nuovi materiali con proprietà uniche in materia di energia, salute, dell'ambiente e del patrimonio culturale. A questa iniziativa, l IFPEN contribuisce con le sue competenze multidisciplinari nel campo della chimica, della fisica e delle scienze della terra, così come attraverso la sua esperienza nello sviluppo industriale dei risultati delle attività di ricerca in questo campo. TEC XX I - Il progetto TEC XXI mira a sviluppare nuovi processi e metodologie di progettazione in diversi settori quali la gestione ambientale, il contenimento dei rischi naturali e tecnologici, le 108

109 tecnologie pulite per i processi industriali, ecc. Avviato nei primi mesi del 2012, il progetto è coordinato dal PRES di Grenoble e riunisce sette laboratori. Attraverso il Polo di Competitività Axelera e l Istituto di eccellenza Fabbrica del Futuro Energia Pulita (IEED Indeed), partner del progetto, l IFPEN si occuperà principalmente degli aspetti scientifici riguardanti la di modellazione e la simulazione della meccanica dei fluidi. A livello europeo l Istituto partecipa attivamente alle iniziative di ricerca nei settori dell'energia e dei trasporti, e in particolare al VII Programma Quadro, con 25 progetti selezionati (di cui quattro coordinati). Partecipa anche l'attuazione dell Energy SET-PLAN, il piano strategico comunitario per le tecnologie energetiche, e all iniziativa "Voitures Vertes promossa dalla Commissione Europea. È inoltre coordinatore del programma dell'alleanza Europea per la Ricerca Energetica (EERA) in materia di cattura e stoccaggio della CO2. L IFPEN inoltre stabilisce accordi bilaterali con altre organizzazioni europee di ricerca con l'obiettivo di accelerare il processo di innovazione e di mettere in comune risorse e mezzi per affrontare le sfide tecnologiche legate al cambiamento climatico. Nel 2011, ha ad esempio partecipato al quarto Forum della cooperazione franco-tedesca nel settore della ricerca; nel 2011 ha lanciato la partnership Tri4CCS con il centro di ricerca olandese TNO e l istituto norvegese Sintef con l obiettivo di rispondere alle esigenze industriali di cattura e stoccaggio della CO2. La strategia di cooperazione dell IFPEN si estende anche a livello internazionale e tiene conto dell evoluzione del contesto geopolitico ed economico di riferimento. In termini di accordi bilaterali, oltre a numerose partnership con diverse università, si segnalano gli accordi sottoscritti dal 2009 con i centri di ricerca SINTEF in Norvegia (cinque accordi) e TNO nei Paesi Bassi (cinque accordi) su diverse questioni riguardanti la CO2. A livello internazionale vanno infine ricordati due progetti ambiziosi: il progetto COACH con la Cina sui temi della CO2 (con il coinvolgimento di 12 partner europei e 8 cinesi) e il coordinamento del consorzio ICE, costituito dall IFPEN, dal CNRS e dall ENS-Lione, che ha firmato un importante contratto di ricerca di quattro anni, con la nuova Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Arabia Saudita. Queste attività sono gestite dal Dipartimento delle Relazioni Internazionali dell istituto, che assume anche il ruolo importante di scouting per progetti e iniziative di ricerca verso Paesi ad alto potenziale di produzione o ad alto consumo di petrolio o gas (Brasile, Venezuela, Russia, Medio Oriente). Allo stesso tempo anche le Direzioni di Ricerca e i Centri di Risultato curano le proprie reti di ricerca. Nel 2011, l'alta tensione nei mercati petroliferi, le preoccupazioni riguardanti la sicurezza dell energia nucleare e i dibattiti legati allo sfruttamento del gas di scisto, hanno comportato un aumento del mercato del gas, di cui nuovi giacimenti sono stati scoperti in diversi paesi del Medio Oriente. Le tecniche per il recupero assistito (Enhanced Oil Recovery - EOR) hanno attirato maggiore interesse da parte dell'industria, di fronte allo sfruttamento dei 109

110 giacimenti maturi. Per accelerare il processo di innovazione e rispondere più rapidamente alle esigenze di industriali, l IFPEN ha risposto incrementando le partnership con organizzazioni di ricerca internazionali. Ad esempio, in India, dove l IFPEN ha avviato un progetto nel 2011 con la società IOCL per lo sviluppo di un nuovo processo di idrocracking, oppure in Brasile dove la compagnia nazionale Petrobras con cui partecipa in molti consorzi di ricerca. I rapporti con le grandi industrie internazionali sono anche facilitati dalle attività di formazione svolte dalle IFP School et IFP Training. Infatti, le compagnie nazionali dei paesi produttori esprimono importanti bisogni in termini di trasferimento tecnologico e di formazione. IFPEN soddisfa le loro richieste e contribuisce in tal modo alla promozione della tecnologia francese a livello internazionale. Ad esempio l IFPEN ha partecipato al salone Oil & Gas di Bassora nel 2011 per rafforzare la propria presenza nel mercato iracheno, sancendo un accordo tra il governo francese e le autorità irachene per la ricostruzione del loro paese. 110

111 2.10 Conclusioni La figura propone un analisi comparativa dei laboratori su due dimensioni: la prima, performance attuale, è calcolata in base ai risultati raggiunti, alle commesse private e alle collaborazioni strutturate già avviate con le imprese e con altre organizzazioni di ricerca, rilevabili dai dati di monitoraggio della Regione (2011); la seconda fa riferimento al potenziale di crescita per ciascun laboratorio. Quest ultima è calcolata tenendo conto dei fattori indicati dagli stessi best performers come principali punti di forza e come prime determinanti del loro vantaggio competitivo: disponibilità e qualità delle competenze tecnico/scientifiche, chiarezza delle strategie e adeguatezza rispetto allo scenario di riferimento, capacità di organizzarsi per collaborare massivamente con le imprese. La propensione a rafforzare le reti con le imprese è in media buona. Vi è però un ampio spazio per migliorarsi. I primi dati evidenziano collaborazioni e progetti ancora al di sotto delle potenzialità dell offerta di ricerca dei laboratori. L analisi sulla domanda delle imprese ha messo in evidenza una scarsa partecipazione sulle tematiche energetiche. Tre sono le principali ragioni: 1. Debolezza del tessuto imprenditoriale regionale; 2. Domanda delle imprese di basso profilo (innovazioni incrementali piuttosto che ricerca industriale), che sembra essere legata anche all entità dei finanziamenti regionali; 3. Caratteristiche della politica pubblica di sostegno alle imprese (bottom-up) che ha comportato una concentrazione dei progetti nelle aree storicamente più forti (Meccanica, Agroalimentare). Questo è un punto chiave dal momento che si lega direttamente al concetto di sostenibilità dei laboratori, che al termine del finanziamento regionale, o in vista di una sua riduzione, dovranno reperire all esterno le risorse necessarie principalmente attraverso progetti di ricerca industriale e di trasferimento, e l erogazione di servizi specialistici alle imprese. 111

112 Certamente vi sono dei margini e delle condizioni per crescere. Un primo aspetto importante è legato alla gestione dei diritti di proprietà intellettuale. Ancora esiguo è il portafoglio brevetti, poche unità per ogni laboratorio. Pur considerando che molti laboratori sono di recente costituzione, il ricorso alla protezione brevettuale è uno dei principali strumenti di trasferimento e una delle principali fonti di guadagno per le organizzazioni pubbliche. La gestione dei brevetti è, infatti, una delle principali modalità con cui l IFPEN crea business. I diritti su molte innovazioni sono spesso concessi in licenza a partner esterni o sfruttati congiuntamente ad altre organizzazioni pubblico-private in iniziative commerciali comuni. Ulteriore condizione di crescita è aumentare la partecipazione dei laboratori (e delle organizzazioni da cui nascono) ai progetti di sostegno comunitario, che l analisi ha dimostrato essere molto debole. Le stesse iniziative del programma quadro rappresentano un'importante modalità di interazione impresa-laboratorio, soprattutto in vista delle iniziative Horizon 2020 dove la partecipazione privata alle iniziative sarà uno dei criteri principali per il successo ( from research to retail ). Questo è un punto su cui insistere per assicurare la crescita di queste strutture e per promuoverne la loro internazionalizzazione. Le collaborazioni a valere sui programmi comunitari consentono, infatti, di confrontarsi con gruppi internazionali di ricerca, garantiscono lo sviluppo tecnologico e consentono ai ricercatori regionali di accedere a piattaforme tecnologiche non disponibili a livello locale. A monte, la partecipazione attiva alle iniziative strategiche europee è un elemento importante per aumentare il raggio delle proprie collaborazioni e per pendere parte attiva alle grosse reti di ricerca che si sono costituite in questi anni. Questa componente va sicuramente rafforzata e il ritardo colmato. In definitiva, i laboratori della Rete devono operare in un contesto competitivo complesso caratterizzato da un binario a doppia velocità: 1. il primo in cui la funzione di traino viene svolta dalla ricerca europea di frontiera 2. il secondo, stimolato prevalentemente dalle PMI locali e tradizionalmente sovvenzionato dal policy maker nazionale-regionale, dove è pure importante la presenza in un ottica di sopravvivenza economica e per contribuire a perseguire gli obiettivi di sviluppo territoriale che la Regione si pone. Il successo e la sostenibilità futura dei laboratori risiede probabilmente nella capacità di gestire al meglio questa divaricazione. Infine, sono ancora deboli le collaborazioni all interno della stessa piattaforma regionale e in misura ancora maggiore con i laboratori operanti in altri settori. Le poche esperienze di ricerca comuni sono nate più grazie ai rapporti personali tra i docenti che alle iniziative implementate allo scopo dalla Regione, perlopiù occasionali, ancora non generate da modalità di lavoro strutturate e condivise. Anche se si è ancora all inizio del progetto, la cooperazione tra i diversi attori è sicuramente un aspetto necessario affinché tutto la Rete abbia successo. 112

113 3 SEZIONE 3: TECHNOLOGY ASSESSMENT DELLA PIATTAFORMA MECCANICA AVANZATA E MATERIALI 3.1 Introduzione Il benchmarking esterno è lo strumento previsto nel programma di lavoro per mettere a confronto la performance dei laboratori di ricerca della Rete Alta Tecnologia con quella di organizzazioni omologhe, ritenute tra le migliori in Europa. Costituisce una fase importante del processo di valutazione tecnologica condotto allo scopo di verificare se la Rete Alta Tecnologia, attraverso i laboratori di ricerca che la compongono, sia riuscita nell intento di incidere sull evoluzione tecnologica delle imprese e per questa via sulla competitività del sistema industriale. Nella fattispecie, la Piattaforma Meccanica e Materiali si compone dei seguenti laboratori: - Ciri Aeronautica; - Ciri Meccanica Avanzata e Materiali - Laboratorio Intermech-More - Laboratorio per la Meccanica Avanzata Mech-Lav - Laboratorio Mist E-R - Laboratorio Musp - Laboratorio T3lab - Laboratorio Tracciabilità. Sul piano operativo il benchmarking esterno si pone in linea di continuità rispetto alle numerose operazioni condotte al fine di approfondire la conoscenza della Piattaforma, verificare lo stato della ricerca industriale, illuminare gli aspetti legati alla propensione all uso della ricerca e all applicazione dei suoi risultati da parte delle imprese industriali, nonché valutare l efficacia delle misure disposte dalle competenti istituzioni regionali per favorire il progresso dell industria locale attraverso l impiego sistematico dello strumento della ricerca. Alcuni dei risultati conseguiti, posto che tutti sono in generale utili all impostazione della fase di benchmarking, rivestono un particolare significato nel senso che sono più direttamene attinenti ai temi che saranno oggetto di specifico confronto. 113

114 Per questa regione meritano di essere sinteticamente ricordati: - Il tempo, che può rappresentare un primo indicatore, idoneo a misurare il grado di tempestività dell azione regionale in rapporto alla dinamica che caratterizza il movimento della ricerca a livello europeo, indubbiamente prima area geografica di riferimento del sistema industriale locale. - La ripartizione delle fonti finanziarie rispetto al fabbisogno di funzionamento. È considerabile un indizio utile a illuminare la strategia di posizionamento dei Lab. Nel caso della Piattaforma Meccanica Avanzata e Materiali le informazioni disponibili, rese da cinque laboratori su otto, indicano l attuale prevalenza della fonte pubblica (mediamente 60-65%) e allo stesso tempo l obiettivo di ridurre questa componente a fronte della contemporanea conquista di un maggiore apporto da parte degli utenti privati; - La ripartizione del budget per tipologia di ricerca. Anche in questo caso i dati raccolti forniscono un impressione delle linee di attività svolta dai laboratori. Nel caso della Piattaforma Meccanica e Materiali si stima, con il limite dei pochi casi disponibili, che l attività di ricerca industriale sia prevalente, con un incidenza dell ordine del 50-55%; - Partecipazione dei laboratori a programmi internazionali di ricerca. L analisi delle compagini partecipanti al VII Programma Quadro Europeo, preso come proxi della propensione al confronto tra competitor internazionali, rivela la modesta presenza dei laboratori all aggregato Mechanics (che somma le aree NMP Nanotechnology, Materials and Product Engineering, SME, Transport attinenti all area Meccanica Avanzata e Materiali). Si rileva, in effetti, un solo progetto coordinato (progetto MAAT Multibody Advanced Airship for Transport, con capofila l Università di Modena e Reggio Emilia) e ulteriori 17 partecipazioni riferite alle università di Bologna (Alma Mater Studiorum), Ferrara, Modena-Reggio e Parma; - Tardiva adesione delle imprese alla formazione della Piattaforma di riferimento. La partecipazione di alcune imprese, leader/partner dei progetti strategici, si registra soltanto a partire dal 2010, sacrificando in tale modo l apporto ricavabile a tempo debito dai naturali utenti della Rete. 114

115 3.2 Scenario tecnologico L analisi di specifica documentazione relativa agli orientamenti della ricerca europea, in particolare dei bandi NMP del sesto e settimo Programma Quadro per la Ricerca Scientifica e Tecnologica e delle agende di ricerca strategica di alcune Technology Platforms (quali Manufuture, Eumat, Photonics 21, Eposs), ha consentito di identificare cinque grandi trends tecnologici con influenza fondamentale sull area Meccanica- Materiali-Meccatronica-Sistemi Avanzati di Produzione; all interno dei trends sono state posizionate le specifiche aree di ricerca e le relative tecnologie chiave; nel seguito vengono descritti sinteticamente sia i trends sia le relative articolazioni in essi contenute. 1. Riduzione scale dimensionali, Miniaturizzazione, Micro-Nanotecnologie (Parola Chiave: MINIATURIZZARE) La riduzione nelle scale dimensionali è uno degli assi tecnologici portanti che hanno caratterizzato il decennio in esame; la miniaturizzazione è da sempre presente nella microelettronica (legge di Moore dei circuiti integrati) ma lo studio delle micro e delle nanotecnologie ne sta estendendo i confini in ambito multidisciplinare. Si tratta di una tendenza estremamente pervasiva che incoraggia e abilita la convergenza tra discipline e ambiti tecnologico-scientifici diversi (meccanica, elettronica, optoelettronica, biologia, scienza dei materiali, fisica e chimica degli stati della materia, ecc.). Aumenta la densità di componenti e sistemi e si incrementano le funzionalità erogate in spazi estremamente ristretti; un esempio riguardante direttamente la meccatronica consiste nei cosiddetti MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), microsistemi che svolgono complesse funzioni sensoristiche integrando, su un unica base di piccolissime dimensioni, più componenti. Sono logicamente legate a questo trend le seguenti aree di ricerca: Nuovi materiali metallici e non metallici; Nuovi materiali organici; Trattamenti superficiali; Micro e nano compositi; Micro e nano lavorazioni; Autoassemblaggio. e le relative tecnologie chiave: Micromeccanica, microelettronica, Mems; 115

116 Nanomeccanica, nanoelettronica, Mems; Optoelettronica, fotonica; PVD (Physical Vapour Deposition), CVD (Chemical Vapour Deposition), Plasma; Micro/nano machining, tecnologie per micro e nano processi; Micro e nano sensori, micro e nano attuatori. 2. Convergenza tra Meccanica, Elettronica, ICT, Controllistica (Parola Chiave: IBRIDARE) Nel corso del periodo considerato la meccatronica, intesa come integrazione sinergica dei quattro ambiti disciplinari menzionati nel titolo dell area, si consolida e si afferma come potente abilitatore di soluzioni adattative, multifunzionali, flessibili sia in ambito produttivo sia all interno di prodotti consumer e industriali. Ad esempio, la meccatronica trova applicazione nel settore della robotica avanzata, caratterizzata sempre più in termini di automazione flessibile e spesso dotata di capacità di riconoscimento situazionale, più o meno complesso. All interno di questo ambito pluridisciplinare sono quindi comprese le classiche catene dei sistemi controllati (sensorizzazione, acquisizione ed elaborazione dati, controllo, attuazione) interpretate alla luce delle nuove tecnologie e di raffinate metodologie di controllo disponibili. Sono logicamente legate a questo trend le seguenti aree di ricerca: Controllistica; Automazione; Robotica; Sensoristica, Attuazione e le relative tecnologie chiave: Elettronica, Meccanica, Sistemi di controllo, Sistemi embedded e real time, Circuiti stampati ed integrati, HW e SW; Sensori, Attuatori, Intelligenza Artificiale (AI); Controllo remoto, Interoperabilità, Modularità, Strumentazione, Metrologia, ecc. 3. Virtualizzazione e Simulazione (Parola Chiave SIMULARE) La potenza crescente dei sistemi hardware e lo sviluppo continuo di software per la simulazione e l ingegneria hanno determinato un incremento enorme nella capacità di eseguire esperimenti 116

117 puramente virtuali, con grandi vantaggi nell accorciamento dei tempi di sviluppo prodotto-processo industriali. La messa a punto di questi sistemi è facilitata dalla possibilità di eseguire test fisico/ingegneristici molto precisi per la validazione dei modelli matematici; ciò è dovuto spesso allo sviluppo di nuovi sensori e sistemi di misura, abilitato da quanto esposto nelle aree precedenti (micro-nanotecnologie, meccatronica). All interno dell ambito virtuale rientrano le varie metodologie di ottimizzazione (strutturale, di processo, ecc.) che impiegano potenti algoritmi di calcolo per individuare soluzioni di ottimo locale o assoluto all interno di domini matematico/fisici multidimensionali, opportunamente vincolati. Sono logicamente legate a questo trend le seguenti aree di ricerca: Ambienti virtuali, realtà virtuale; Modellistica; Ottimizzazione; Gestione conoscenza e processi. e le relative tecnologie chiave: CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), Algoritmi matematici, SW; Interazione con realtà virtuale/aumentata, Interfacce uomo macchina (HMI); Algoritmi ed ambienti di ottimizzazione; Controllo processi aziendali (Knowledge Management, Enterprise Resource Planning, Customer Relationship Management, etc). 4. Interconnessione estesa wired/wireless, Reti (Parola Chiave: CONNETTERE) Il decennio in esame è stato caratterizzato da una crescita esponenziale delle connessioni in rete; Internet ha avuto uno sviluppo enorme e ha dato vita a nuove forme di aggregazione (social networks, enterprise networks ecc.). Questo potere delle connessioni ha influenzato e modificato gli ambienti di lavoro e il manufacturing, abilitando ad esempio procedure di supervisione e controllo di impianti in modalità remota. Oggi queste tematiche, di pertinenza prevalentemente ICT, stanno evolvendo verso regimi di connessione estesa tra oggetti e sistemi (Internet of Things) strettamente correlati con gli argomenti trattati nella seconda area (Meccatronica, Controllistica). In sintesi, si assiste ad una sorta di estensione pervasiva di sistemi nervosi sempre più efficienti in termini di trasmissione ed elaborazione dati. Alle modalità più tradizionali (wired) si sono progressivamente affiancate le tecnologie per l interconnessione senza fili (wireless), il cui impiego industriale si sta 117

118 diffondendo in particolari contesti operativi dove si desidera eliminare o ridurre l onerosità e la complessità dei cablaggi. Sono logicamente legate a questo trend le seguenti aree di ricerca: Controllo e stabilità reti; Internet delle cose; Cloud computing; Connessione permanente; Sicurezza reti. e le relative tecnologie chiave: Architetture, tecnologie e protocolli di comunicazione wired e wireless, tecnologie informatiche, ICT, ecc. 5. Funzionalizzazione Materiali (Parola Chiave: FUNZIONALIZZARE) Lo sviluppo di nuovi materiali e il miglioramento delle caratteristiche di quelli tradizionali costituiscono altri elementi portanti del periodo considerato. Queste innovazioni hanno spesso avuto luogo sotto la spinta di metodi e tecnologie derivati dallo studio e dall impiego delle micro e nanotecnologie. Nuovi rivestimenti superficiali ottenuti attraverso tecniche di Physical o Chemical Vapour Deposition; materiali ottenuti per auto aggregazione e organizzazione, come nella crescita di certi cristalli; materiali dotati di particolari caratteristiche chimico/fisiche che li rendono sensibili e reattivi nei confronti di variazioni di parametri fisico-ambientali (calore, campi elettromagnetici, luce ecc.) e che possono, quindi, costituire la base per sensori o micro-attuatori. Si tratta di esempi significativi, emblematici dei campi di ricerca aperti su questi argomenti. Lo sviluppo di un nuovo materiale implica naturalmente la messa a punto di nuovi processi progettuali e produttivi. Sono logicamente legate a questo trend le seguenti aree di ricerca: Materiali "intelligenti" e le relative tecnologie chiave: Piezoelettricità, magnetostrizione, memoria di forma, termoelettricità, ecc. 118

119 Nella grafica seguente vengono riassunti i legami indicati precedentemente. Technology trends Key research areas Key technologies Micromeccanica, microelettronica, Mems Miniaturizzare nuovi materiali metallici e non metallici, nuovi materiali organici, trattamenti superficiali, micro e nano compositi, micro e nano lavorazioni, autoassemblaggio Nanomechanics, nanoelectronics, Nems Optoelettronica, fotonica PVD (Physical Vapour Deposit.) CVD (Chemical Vapour Deposit.) plasma Micro/nano lavorazioni, tecnologie per micro and nano processi Micro e nano sensori, micro e nano attuatori Ibridare Controlli, automazione, robotica, sensori, attuatori Elettronica, meccanica, sistemi di controllo, sistemi embedded, sistemi real time, circuiti stampati/integrati, hardware, software Sensori, Attuatori, Intelligenza artificiale (AI) Controlli remoti, interoperabilità, modularità, strumenti, metrologia Simulare Ambienti virtuali, realtà virtuale, modelli matematici, ottimizzazione, gestione conoscenza e processi CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), algoritmi matematici, Sw Interazione con realtà virtuale/aumentata, Interfacce unomo macchina (HMI) Algoritmi ed ambienti di ottimizzazione Controllo processi aziendali (knowledge management, enterprise resource planning, customer relationship management ecc.) Connettere Controllo e stabilità reti, internet delle cose, cloud computing, connessione continua, sicurezza reti Architetture, tecnologie e protocolli di comunicazione wired - wireless Funzionalizzare Materiali intelligenti Piezoelettricità, Magnetostrizione, memoria di forma, termoelettric. ecc. 3.3 Ricerca europea e best performer La direzione della ricerca scientifico-tecnologica per la competitività delle imprese, la rassegna degli enti di ricerca che si misurano sul piano europeo/internazionale e la composizione delle aggregazioni di soggetti accomunati dalla stessa finalità sono utilmente ricavabili dall analisi del VII Programma Quadro Europeo, comparabile anche sotto il profilo temporale con il periodo di formazione della Rete e con le attività di ricerca dei soggetti aderenti. Con riferimento alla Meccanica avanzata e Materiali si individuano nel VII Programma Quadro le tre aree di ricerca denominate NMP, SME e Transport, che sommano un numero di partecipazioni pari a unità, un numero di progetti pari a 712 e un valore complessivo dell ordine di milioni di Euro. 119

120 Tabella 18 - Aree dell'aggregato "Mechanics" Aree Partecipazioni Progetti Risorse (M ) Valore medio per progetto NMP ,08 5,56 SME ,99 1,73 TRANSPORT ,03 7,17 Tot ,10 5,22 I dati della tavola consentono alcune semplici considerazioni che riguardano intanto lo spessore delle agglomerazioni che si formano intorno allo stesso progetto, dove mediamente compaiono 12,5 soggetti diversi per competenza ed esperienza ma uniti dalla stessa visione delle opportunità future, e poi la consistenza finanziaria dei progetti, pari mediamente a 5.2 milioni di Euro. A quest ultimo riguardo merita sottolineare che il valore medio dei progetti afferenti all area Transport supera di circa il 37% la media dell intero aggregato. La tavola successiva riconduce partecipazioni, progetti e risorse dell aggregato Mechanics ai trend che, secondo valutazioni concordemente espresse a livello europeo/mondiale, muovono la ricerca e la tecnologia per la competitività delle imprese industriali del settore. L osservazione dei dati evidenzia la netta concentrazione a livello dei trend Miniaturize e Hibridize che contano insieme il 74% delle partecipazioni e il 78% circa dei progetti. I Trend Connect e Condense registrano i valori più bassi, in tutti i casi inferiori a 4%. Tabella 19 - Trend dell'aggregato "Mechanics" Trend Partecipazioni Progetti Risorse (M ) MINIATURIZE ,00 HIBRIDIZE ,71 SIMULATE ,45 CONNECT ,41 CONDENSE ,53 Tot ,10 Per quanto riguarda in particolare il trend Connect, occorre tenere presente che comprende un insieme di tecnologie contenuto prevalentemente all interno dell area ICT; qui sono stati considerati per coerenza solo i progetti con contenuti trasversali tra ICT e rispettivamente NMP, SME e Transport. 120

121 L esame delle key technologies dell aggregato rileva la più marcata frequenza di 7 delle 15 principali tecnologie associate ai Trend. Nella tavola che segue sono riportate le KT che nell ambito dei rispettivi Trend di appartenenza presentano frequenze uguali/superiori al 30%. Prese nel complesso, le tecnologie più frequenti nell area Mechanics spiegano il 49.7% delle partecipazioni e una analoga quota dei progetti, come si legge nella tavola seguente. Tabella 20 - Key Technologies rilevanti dell aggregato Mechanics Key Technologies Frequenza delle KT Partecipazioni Progetti Risorse Micro/nanomachining, technologies for micro and nanoprocessing ,23 Nanomechanics, Nanoelectronics, Nems ,8 Dimensional Scale Reduction, Miniaturize, Micro-Nanotechnologies 49,2% 46,4% 55,5% Electronics, Mechanics, Control System, Embedded System, Real Time System ,81 Convergence among Mechanics, Electronic, ICT, Control Science 3,1% 40,4% 33,0% CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Sided Design), CAT (Computer Aided Testing) ,37 Company Process Control ,55 Virtualization and Simulation 63,9% 66,9% 59,2% Wired Wireless Architecture, Technologies and Communication Protocols ,40 Extended Connection Wired/Wireless, Network 100,0% 100,0% 100,0% Piezoelectricity, Magnetostriction, Shape Memory, Thermoelectricity ,53 Functionalized-Intelligent Materials 100,0% 100,0% 100,0% KT di maggiore frequenza Totale ,69 Incidenza (%) su totale 49,7 49,8 49,5% L esame dell area Mechanics con riferimento alle strutture di ricerca sembra indicare un indubbia frammentazione, dove soltanto 30 soggetti detengono un numero uguale/superiore a 23 partecipazioni, complessivamente pari a (13% del totale), a fronte di un numero variabile di progetti, che sommano nel complesso 195 unità (28% del totale). Se si limita l attenzione ai primi della classe, che non superano il numero di trenta, si osserva che questo plotone è ulteriormente scomponibile fino ad individuare i 10 best performers che detengono il 50% delle 121

122 partecipazioni attribuite ai primi e nello stesso tempo il 58% dei progetti. La situazione è illustrata più dettagliatamente nella tavola. Tabella 21 - Best Performers dell aggregato Mechanics Best Performer Partecipazioni Progetti N % N % Prima frazione di % % Seconda frazione di % 44 23% Terza frazione di % 37 19% Totale % % Si ritiene infine utile, a completamento dell informazione, nominare nell ordine i migliori : 1. Fraunhofer- Gesellshaft 2. Centre National de la Recherche Scientifique 3. Centro Ricerche Fiat 4. Deutsches Zentrum fuer Luft- und Raumfahrt EV 5. Consiglio Nazionale delle Ricerche 6. Teknologian Tutkimuskeskus VTT 7. Fundacion Tecnalia Research& Innovation 8. Office National d Etudes et de Recherches Aerospatiales 9. Rheinisch-Westfaekische Technische Hochschule Aachen 10. Nederlandse Organisatie Voor Toegepast Natuurwetenschappelijk onderzoek-tno 3.4 Copertura tecnologica dei laboratori regionali Le analisi di posizionamento tecnologico dei laboratori regionali svolte nel corso del Technology Assessment sono state ulteriormente approfondite attraverso un esame analitico dei dati disponibili relativi alle attività dichiarate dagli otto laboratori dell area Meccanica e Materiali ed un loro incrocio puntuale con le key technologies identificate nell analisi di scenario. I laboratori individuati sono: 122

123 CIRI AERONAUTICA CIRI MECCANICA AVANZATA E MATERIALI Laboratorio INTERMECH-MO.RE Laboratorio per la meccanica avanzata MECH-LAV Laboratorio MIST E-R Laboratorio MUSP Laboratorio T3 LAB Laboratorio TRACCIABILITÀ Le tabelle delle pagine seguenti indicano la presenza di progetti e attività dei singoli laboratori all interno delle key technologies e dei rispettivi trend, nonché i settori industriali coperti dalle diverse attività. Nella prima tabella si riporta, per ciascun laboratorio, la copertura delle tecnologie chiave nell ambito dei trend di riferimento. Viene inoltre assegnato un punteggio che quantifica la rilevanza delle tecnologie individuate rispetto all attività complessivamente svolta dai laboratori. La semantica utilizzata, come si evince dalla tabella, è la seguente: 0 = attività non coperta, 1 = marginale, 2 = importante, 3 = core. La seconda tabella riporta i settori di attività economica verso i quali sono finalizzate le attività e i progetti di ricerca dei laboratori. 123

124 Figura 9 - Tabella copertura key technologies 124

125 Figura 10 - Tabella copertura settori industriali 125

126 Si riportano nel seguito un riassunto delle attività dei singoli laboratori e un commento complessivo sul livello di copertura degli stessi rispetto a trend, key technologies e settori di sbocco. CIRI AERONAUTICA TREND MINIATURIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Micromechanics, Microelectronics, Mems - New Materials Score di trend: 2 important TREND HYBRIDIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Electronics, Mechanics, Control Systems, Embedded Systems, Real Time Systems, Printed and Integrated Circuit Boards, Hardware, software - Sensors, Actuators, Artificial Intelligence (AI) Score di trend: 2 important TREND SIMULATE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), Math algorithms, SW - Interaction with virtual/augmented reality, Human Machine Interfaces (HMI) - Optimization algorithms and environments Score di trend: 3 core TREND CONNECT Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered TREND CONDENSE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered Le aree di ricerca risultano, infatti: > Fluidodinamica; > Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica, spazio e mobilità. 126

127 CIRI MECCANICA AVANZATA E MATERIALI TREND MINIATURIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Optoelectronics, Photonics, New Materials Score di trend: 2 important TREND HYBRIDIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Electronics, mechanics, Control Systems, Embedded Systems, Real Time Systems, Printed and Integrated Circuit Boards, Hardware, Software - Sensors, Actuators, Artificial Intelligence (AI) - Remote control, interoperability, modularity, instruments, metrology Score di trend: 3 core TREND SIMULATE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), Math Algorithms, SW Score di trend: 1 marginal TREND CONNECT Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered TREND CONDENSE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered Le aree di ricerca risultano, infatti: > Automazione, robotica e meccatronica > Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche > Materiali strutturati e/o compositi per applicazioni avanzate > Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici > Materiali avanzati e applicazioni per la nautica > Tecnologie innovative per la moda 127

128 LABORATORIO INTERMECH-MO.RE TREND MINIATURIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: PVD (Physical Vapour Deposition), CVD (Chemical Vapour Deposition), Plasma - Special surface treatments Score di trend: 2 important TREND HYBRIDIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Electronics, Mechanics, Control systems, Embedded systems, Real Time systems, Printed and integrated circuit boards, Hardware, Software - Sensors, Actuators, Artificial Intelligence (AI) - Remote control, interoperability, modularity, instruments, metrology Score di trend: 3 core TREND SIMULATE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), Math Algorithms, SW - Interaction with virtual/augmented reality, Human Machine Interfaces (HMI) Score di trend: 2 important TREND CONNECT Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered TREND CONDENSE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Special surface treatments Score di trend: 1 marginal Le aree di ricerca risultano, infatti: > Meccanica industriale e di precisione, Industrial design per la meccanica > Proprietà meccaniche, in particolare tribologiche (attrito e usura), di superfici e rivestimenti alla multiscala > Ingegnerizzazione di rivestimenti per la meccanica, ingegnerizzazione di rivestimenti alla macro-micro scala > Meccatronica 128

129 LABORATORIO PER LA MECCANICA AVANZATA MECH-LAV TREND MINIATURIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered TREND HYBRIDIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Remote Control, Interoperability, Modularity, Instruments, Metrology Score di trend: 1 marginal TREND SIMULATE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), Math Algorithms, SW - Optimization algorithms and environments - Company process control (knowledge management, enterprise resource planning, customer relationship management, etc.) Score di trend: 3 core TREND CONNECT Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Wired and Wireless architectures, technologies and communication protocols Score di trend: 1 marginal TREND CONDENSE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered Le aree di ricerca risultano, infatti: > Meccanica, Informatica e Vibro-Acustica > Laboratori integrati di Acustica e Vibrazioni meccaniche > Laboratori di Termofluidodinamica, Prototipazione rapida, Ingegneria Informatica e Supercalcolo 129

130 LABORATORIO MIST E-R TREND MINIATURIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Micromechanics, Microelectronics, Mems - Optoelectronics, Photonics - Micro/nano machining, technologies for micro and nano processing - Micro e nano sensors, micro e nano actuators Score di trend: 3 core TREND HYBRIDIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Sensors, Actuators, Artificial Intelligence (AI) Score di trend: 1 marginal TREND SIMULATE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), Math Algorithms, SW Score di trend: 1 marginal TREND CONNECT Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered TREND CONDENSE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Piezoelectricity, Magnetostriction, Shape memory, Thermoelectricity - other enabling technologies Score di trend: 3 core Le aree di ricerca risultano, infatti: > Design, Processi, Sintesi e Caratterizzazione su materiali inorganici e ibridi Tecnologie abilitanti per la realizzazione di strutture micrometriche e sub micrometriche multifunzionali; Litografia submicrometrica (Laser DUV e/o Electron Beam) e patterning con fasci ionici ad alta energia; Tecniche diagnostiche per la determinazione delle proprietà strutturali sulla scala submicronanometrica > Design, Processi, Sintesi e Caratterizzazione su Materiali Organici ed Ibridi Illuminatori ad alta efficienza ed ecosostenibi Sistemi innovativi per la produzione di energia da fonti rinnovabili e per il risparmio energetico Diagnostica di dispositivi e sistemi basata su strumentazione a sonda nano e micrometrica Sviluppo di materiali funzionali biomimetici 130

131 LABORATORIO MUSP TREND MINIATURIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: New materials Score di trend: 1 marginal TREND HYBRIDIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Remote Control, Interoperability, Modularity, Instruments, Metrology - large dimension metrology Score di trend: 2 important TREND SIMULATE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), Math Algorithms, SW - Optimization algorithms and environments - Company process control (knowledge management, enterprise resource planning, customer relationship management, etc.) Score di trend: 3 core TREND CONNECT Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered TREND CONDENSE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Metallic Foam Score di trend: 1 marginal Le aree di ricerca risultano, infatti: > Configurazione e gestione di sistemi integrati di produzione Simulazione ed ottimizzazione dell'attrezzatura nei centri di lavorazione a controllo numerico Ottimizzazione in real time del programma di lavorazione di parti con geometrie ad elevata complessità Metodi diagnostici per l analisi ed il controllo dei flussi nei sistemi integrati di produzione > Precision engineering Ricostruzione 3D di geometrie esterne/interne complesse 131

132 Metrologia delle grandi dimensioni Monitoraggio e diagnostica delle macchine utensili > Progettazione avanzata, applicazioni industriali di materiali e processi tecnologici innovativi Interazione utensile-materiale nell asportazione di truciolo Impiego di tecniche di "Spindle Speed Variation" (SSV) nell'instabilità dinamica dell'asportazione Analisi del comportamento statico e dinamico delle strutture Tecnologie di produzione delle schiume metalliche > Tecnologie di lavorazione per il settore aeronautico Tecnologie di lavorazione delle leghe di titanio Impiego delle tecnologie speciali nella lavorazione di componenti aeronautici Sviluppo di prodotti aeronautici innovativi > Analisi economica del comparto beni strumentali per l'industria Studio del mercato internazionale dei beni strumentali per l'industria Innovation matrix nel settore delle macchine utensili Modelli di gestione dei processi di innovazione e trasferimento tecnologico LABORATORIO T3 LAB TREND MINIATURIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Vision devices Score di trend: 1 marginal TREND HYBRIDIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Sensors, Actuators, Artificial Intelligence (AI) - Remote control, Interoperability, Modularity, Instruments, Metrology Score di trend: 2 important TREND SIMULATE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Interaction with virtual/augmented reality, Human Machine Interfaces (HMI) Score di trend: 2 important TREND CONNECT 132

133 Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Wired and wireless architectures, technologies, and communication protocols Wireless sensors Score di trend: 3 core TREND CONDENSE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered Le aree di ricerca risultano, infatti: > Protocolli GPS > HMI SW, Sensor fusion > Modellazione energetica, monitoraggio energetico in telemetria > Imaging industriale > Sistemi di identificazione automatica wireless (RFID) > Efficienza energetica degli edifici > Soluzioni innovative per la mobilità > Interazione uomo-macchina con interfacce naturali > Controllo remoto di macchine e impianti > Domotica LABORATORIO TRACCIABILITÀ TREND MINIATURIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Micro e nano sensors, Micro e nano actuators Gas sensors Score di trend: 2 important TREND HYBRIDIZE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Sensors, Actuators, Artificial Intelligence (AI) Score di trend: 2 important TREND SIMULATE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: Optimisation Algorithms and Environments Score di trend: 1 marginal TREND CONNECT 133

134 Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered TREND CONDENSE Key Technologies parzialmente o totalmente coperte: nessuna Score di trend: 0 not covered Le aree di ricerca risultano, infatti: > Analisi isotopiche delle emanazioni aeriformi > Sviluppo di metodi di cattura della CO 2 emessa da impianti di potenza e termovalorizzatori e sviluppo di metodi rapidi ed economici per l analisi di frazionamento isotopico 13C/12C e di Radiocarbonio. > Sviluppo di nuovi metodi di cattura ed analisi di gas nobili radioattivi (Radon, Kripto e Xeno) A seguito delle analisi svolte, si rileva un livello di copertura ampio dei laboratori Meccanica Avanzata e Materiali rispetto ai trend e alle key technologies, con alcune aree di sovrapposizione, che sarebbe utile approfondire per migliorare il rendimento complessivo della Piattaforma. Allo stesso tempo, la sequenza delle operazioni svolte per affinare l analisi ha permesso di quantificare la specializzazione core di ogni laboratorio rispetto ai Trend/Key technologies, che in alcuni casi conferma l ipotesi di copertura tecnologica elaborata nella prima fase del lavoro sulla base degli elementi disponibili in quel momento. Questa classifica verrà ripresa nei paragrafi di confronto con i Best Performer e con la ricerca europea. 3.5 Selezione e profilo del best performer La selezione dei due casi esemplari da utilizzare come punti di riferimento per l attività di benchmark esterno è avvenuta su due livelli: Scelta delle Nazioni di appartenenza degli Istituti, limitandosi all Europa. Scelta degli Istituti. Le Nazioni europee di appartenenza selezionate (Germania e Francia) sono state identificate sulla base della loro tradizione ed importanza nel settore considerato, confermata da recenti statistiche EU Eurostat relative alla produzione di beni 2011; i dati considerati sono riferiti a voci specifiche relative alla meccanica strumentale, assunta come rappresentativa del settore. La tabella comparativa comprendente Italia, Germania, Francia e UK viene riportata qui di seguito: 134

135 Statistics on the production of manufactured goods Value ANNUAL 2011 Italy Germany France UK Meuro Meuro Meuro Meuro Machine-tools for working any material by removal of material, operated by laser or other light or photon beam processes Lathes, including turning centres, for removing metal (excluding horizontal lathes) Numerically controlled drilling machines for working metal (excluding way-type unit head machines) Numerically controlled tool-milling machines for working metal (excluding boring-milling machines, knee-type machines) Sawing or cutting-off machines for working metal Numerically controlled bending, folding, straightening or flattening machines for working flat metal products (including presses) Numerically controlled bending, folding, straightening or flattening machines for working metal (including presses) (excluding those for working flat metal products) Hydraulic presses for working metal Non-hydraulic presses for working metal Riveting machines, swaging machines and spinning lathes for working metal, machines for manufacturing flexible tubes of spiral metal strip and electro-magnetic pulse metal forming machines, and other machine tools for working metal without removing metal Parts and accessories for metal cutting machine tools (excluding tool holders and self-opening dieheads, work holders, dividing heads and other special attachments for machine-tools) Parts and accessories for metal forming machine-tools (excluding tool holders and self-opening dieheads, work holders, dividing heads and other special attachments for machine-tools) Grinding or polishing machines for working stone, ceramics, concrete, asbestos-cement or like mineral materials or for cold working glass Multi-purpose machines where the workpiece is automatically transferred between operations for working wood, cork, bone, hard rubber, hard plastics or similar hard materials Band saws for working wood, cork, bone and hard rubber, hard plastics or similar hard materials Circular saws for working wood, cork, bone, hard rubber, hard plastics or similar hard materials Planing, milling or moulding (by cutting) machines for working wood, cork, bone, hard rubber, hard plastics or similar hard materials Total L analisi dei totali mostra la seguente classifica in termini di volumi prodotti: 1) Germania 2) Italia 3) Francia 4) UK e conferma quindi l importanza in questo ambito delle produzioni industriali di Germania e Francia. Per quanto riguarda la selezione degli Istituti, si è operato cercando di identificare quelli più attivi nell ambito dei progetti di ricerca del Settimo Programma Quadro Europeo afferenti ai trend tecnologici considerati e alle relative Key research e Key technologies; altra condizione considerata ha riguardato la dimensione e la natura degli Istituti medesimi, che doveva risultare comparabile o non troppo distante rispetto a quella degli Istituti della Rete Alta Tecnologia. Per stilare la classifica è stata adottata la seguente formula empirica: Punteggio = numero partnership * 0,6 + numero partnership/personale * indice di copertura key research + impegno economico (Euro) / * 0,4 Nelle tabelle seguenti vengono riportati i risultati delle analisi svolte per gli istituti selezionati. 135

136 EXTENDED CONNECTION WIRED/WIRELESS, NETWORKS costi totali progetti coordinati numero partnership numero addetti totali DIMENSIONAL SCALE REDUCTION, MINIATURIZATION, MICRO-NANOTECHNOLOGIES KEYWORD: MINIATURIZE CONVERGENCE AMONG MECHANICS, ELECTRONICS, ICT, CONTROL SCIENCE KEYWORD: HYBRIDIZE VIRTUALIZATION AND SIMULATION KEYWORD: SIMULATE KEYWORD: CONNECT FUNCTIONALIZED - INTELLIGENT MATERIALS KEYWORD: CONDENSE numero partnership * 0,6 produttività = numero partnership/personale * 100 indice di copertura key research impegno economico Euro/ * 0,4 punteggio selezione Istituto Fraunhofer IPA Manufacturing Engineering and Automation EURO PARTNER PERSONALE n progetti n progetti n progetti n progetti n progetti ,8 2,77 4 7, ,67 IPT Production Technology ,60 2, ,06 23,56 ICT Chemical Technology ,80 1,60 2 8,58 16,98 ILT Laser Technology ,60 1,62 3 6,29 14,51 IFAM IGB Manufacturing Technology and Advanced Materials Bonding Technology and Surfaces Interfacial Engineering and Biotechnology ,20 1,32 3 0,78 9, ,80 1,07 2 4,03 8,90 ISI Systems and Innovation Research ,80 1,36 2 1,61 6,77 IST Surface Engineering and Thin Films ,80 3,00 1 0,72 6,52 IWS Material and Beam Technology ,00 1,87 1 5,94 11,80 Tra i diversi Istituti Fraunhofer presenti, quello che ha ottenuto il punteggio più elevato è risultato il Fraunhofer IPA (Institute for Production and Automation) di Stoccarda, che si è mostrato disponibile e molto collaborativo nello svolgimento del benchmark. Tra i diversi Istituti CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) quello che ha ottenuto il punteggio più elevato è risultato l ICMCB (Institute de Chimie de la Matiere Condensee de Bordeaux); tuttavia, le ripetute richieste di contatto e di disponibilità a partecipare al benchmark non hanno ricevuto risposta. 136

137 costi totali progetti coordinati numero partnership numero addetti totali DIMENSIONAL SCALE REDUCTION, MINIATURIZATION, MICRO-NANOTECHNOLOGIES KEYWORD: MINIATURIZE CONVERGENCE AMONG MECHANICS, ELECTRONICS, ICT, CONTROL SCIENCE KEYWORD: HYBRIDIZE VIRTUALIZATION AND SIMULATION KEYWORD: SIMULATE Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R EXTENDED CONNECTION WIRED/WIRELESS, NETWORKS KEYWORD: CONNECT FUNCTIONALIZED - INTELLIGENT MATERIALS KEYWORD: CONDENSE numero partnership * 0,6 produttività = numero partnership/personale * 100 indice di copertura key research impegno economico Euro/ * 0,4 punteggio selezione Laboratorio CNRS ICMCB LPN PPRIME Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux Laboratoire de Photonique et de Nanostructures Recherche et Ingénierie en Matériaux, Mécanique et Energétique EURO PARTNER PERSONALE n progetti n progetti n progetti n progetti n progetti ,6 2,94 3 2, , ,20 1,50 1 7,76 11, ,60 1,01 2 1,68 8,29 CRPP Centre de Recherche Paul Pascal ,20 1,55 1 2,17 5,92 UMET Unité Matériaux et Transformations ,60 0,67 1 1,69 3,96 È stato quindi necessario identificare un altro Istituto; si è ritenuto opportuno evitare strutture con indici di copertura troppo limitati rispetto ai trend tecnologici, per garantire uno spettro applicativo sufficientemente ampio (l ICMCB era l unico con indice 3). Pertanto non è stato possibile utilizzare in questo caso il criterio di partecipazione ai Progetti EU e ci si è rivolti a reti note ai consulenti esperti coinvolti nell analisi di benchmark; una rapida ricognizione di alcuni Poles de Competitivité operanti nel settore Meccanica avanzata e Materiali e degli Istituti di Ricerca facenti parte delle loro strutture ha portato ad identificare l IRT Jules Verne di Nantes, di recente costituzione ed attivo in diverse aree tecnologiche considerate dal benchmark. 137

138 DESCRIZIONE SINTETICA FRAUNHOFER IPA Missione dell Istituto L Istituto fornisce supporto all industria manifatturiera europea attraverso lo sviluppo e l applicazione di specifiche tecnologie innovative, con l obiettivo di mantenerne la competitività sui mercati mondiali. I sistemi avanzati di produzione sono stati riconosciuti dall Europa come una tecnologia chiave abilitante trasversale essenziale per lo sviluppo industriale in molteplici settori/mercati quali ad esempio Trasporti, Energia/Ambiente, Salute ecc. Per questo motivo, gli investimenti e gli sforzi sull innovazione nel settore del manufacturing sono molto importanti per accrescere la competitività e la crescita, sociale ed economica. Tutti questi temi vengono sintetizzati in un preciso slogan - Produciamo il futuro: innovativo, interdisciplinare, sostenibile. Obiettivi specifici relativi alla crescita ed allo sviluppo tecnologico L obiettivo specifico del Fraunhofer IPA consiste nel raggiungimento dell eccellenza nello sviluppo tecnologico per il manufacturing; come già segnalato, ciò viene ritenuto vitale per sostenere la crescita industriale e lo sviluppo economico. Principali aree di specializzazione scientifica e tecnologica > Organizzazione della produzione Produzione sostenibile e Gestione Qualità Pianificazione di fabbrica ed Ottimizzazione della Produzione Gestione Ordini e Reti del Valore > Tecnologie per trattamenti superficiali Sistemi di rivestimento e tecnologie di verniciatura Tecnologie di Placcatura > Automazione Controlli e Azionamenti Sistemi robotizzati Sistemi bio-meccatronici 138

139 Laboratorio automazione e bio-fabbricazione Tecnologie ultra-pulite e microfabbricazione Visione artificiale e processamento segnali > Tecnologie di processo Materiali funzionali Fabbricazione additiva e tecnologie per la stampa digitale Tecnologie di alleggerimento Dati su personale e budget Sono sintetizzati nella tabella seguente. La maggior parte dei fondi proviene da contratti privati con Imprese (44%), un altra parte deriva da fondi pubblici per ricerche all interno delle quali comunque sono spesso coinvolte aziende private (40%); solo il 16% proviene direttamente da fondi pubblici. Pertanto, il Fraunhofer IPA è direttamente connesso con i fabbisogni del mercato e svolge una grande quantità di ricerca applicata/industriale (85%) mentre la parte rimanente del budget è distribuita in egual misura tra ricerca fondamentale (5%), formazione ed addestramento (5%) e altri servizi di natura tecnica (5%). 139

140 Il 90% del personale è direttamente coinvolto in attività di ricerca (86% ricercatori, 4% tecnici di laboratorio); solo il 10% è composto di amministrativi. Posizionamento rispetto allo scenario tecnologico I dettagli relativi al posizionamento tecnologico del Fraunhofer IPA rispetto alle key technologies sono sintetizzati nella tabella seguente. I principali trend coperti sono Hybridize, Miniaturize and Connect; la maggior parte delle attività si concentra all interno del trend Hybridize, che è focalizzata soprattutto sulla meccatronica (controlli, sensori, attuatori, robotica, automazione). Le applicazioni e l impatto riguardano generalmente sia i prodotti sia i processi produttivi. I settori di mercato interessati sono: farmaceutico e biotech, biomedicale e protesica, costruzioni, materiali per la meccanica, meccanica agricola, meccanica industriale e robotica, elettronica e meccanica di precisione, macchine per il packaging, veicoli e mezzi di trasporto. A complemento rispetto a quanto indicato in tabella, nel seguito vengono indicati alcuni laboratori: Laboratori > Attrezzature e sviluppo di processo: scienze della vita, industria agroalimentare > Misura e test sulla trasmissione di segnali e di potenza > Applicazioni della tomografia computerizzata: misure su specifica, progetto di sistemi per uso industriale > Processing industriale di immagini > Sviluppo prodotto veloce: prototipi funzionali, produzione rapida, reverse engineering > Fabbricazione ed applicazioni di materiali nanomodificati > Pianificazione virtuale della produzione, visualizzazione 3D > Dimostrazioni sulla Digital Factory Attrezzature di test per > Costruzione di prototipi di sistemi automatici > Test di assemblaggio, manipolazione e lavorazioni > Costruzione, test ed ottimizzazione di robot, in particolare di robot di servizio > Dimostrazione di soluzioni per l automazione 140

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142 Centro per tecnologie ultra pulite e microfabbricazione > Pulizia tecnica: attrezzature di prova automatizzate e manuali per il test delle prestazioni di pulizia, metodi di analisi (gravimetrica, microscopia), sistemi per l analisi dei materiali (REM, spettrometria), sistemi per l ispezione in pressione e la misura in linea. > Equipaggiamenti per la pulizia: contatori di particelle, tecnologie per la misura dei flussi, visualizzazione e simulazione; camere pulite (ISO 1, 200 m²); vibrazioni, sistemi per l ispezione di superfici e le misure elettrostatiche > Microassemblaggio: sistemi di montaggio, distribuzione e afferraggio, tecniche di misura topografica, sistemi di test Attrezzature per l ingegneria delle superfici > Tecnologie di rivestimento: rivestimenti in condizioni operative reali, metodi di test e di analisi > Tecnologie di placcatura: tecniche elettrochimiche e basate sulla deposizione in fase gas, scienza dei materiali ed analisi chimiche ad umido. La gran parte delle attività menzionate risulta riconducibile alle key technologies identificate nello scenario tecnologico Elementi chiave della produzione scientifica e tecnologica Numero di progetti originati direttamente da idee/proposte dell Istituto numero di progetti generati da idee sterne o sviluppati in collaborazione con utenti industriali: Non è possibile rispondere direttamente a queste due domande; infatti i Ricercatori del Fraunhofer IPA sono direttamente a contatto con i fabbisogni industriali e vi è una continua comunicazione ed influenza reciproca. Pertanto i progetti sono generati da un circolo virtuoso domanda/offerta e non è possibile separare e distinguere le due componenti. Negli ultimi tre anni il Fraunhofer IPA ha lavorato su circa progetti. Il Fraunhofer IPA genera una media di 1 spin-off all anno. Il numero medio dei brevetti è di 30 all anno; quindi negli ultimi tre anni sono stati generati circa 90 brevetti. Il Fraunhofer IPA possiede circa 250 famiglie di brevetti attivi. Gli output trasferiti agli utenti industriali negli ultimi tre anni sono circa e corrispondono a 2/3 del totale dei progetti. 142

143 Il time to market dei risultati generati varia tra 0 e 5 anni, in funzione del livello di sviluppo concordato con i Clienti e i Finanziatori; nel caso di progetti con cofinanziamento pubblico, può essere svolta solo ricerca precompetitiva, pertanto i dimostratori sono meno maturi. Ma anche nel caso di contratti privati, il livello di sviluppo può variare in funzione di quanto concordato con i clienti (da soluzioni chiavi in mano pronte per la fabbrica a impianti pilota che richiedono ulteriori sviluppi). Produzione scientifico-tecnologica dell Istituto: punti di forza e di debolezza I principali punti di forza del Fraunhofer IPA possono riassumersi come: Organizzazione del Processo: le attività vengono gestite all interno di uno schema di riferimento che connette in modo efficace la domanda industriale e l offerta di ricerca, con continue interazioni reciproche. Una rete viva: connessioni multiple strutturate con i Partners di Ricerca (per esempio ISW - Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units - Stuttgart University, IFF - Institute of Industrial Manufacturing and Management - Stuttgart University, EPP - Institute for Energy Efficiency in Production Stuttgart University) e con molte Grandi Imprese e PMI consentono un flusso dinamico di informazioni, base per una cooperazione efficace ed efficiente. Personale motivato: particolare attenzione viene posta sulla motivazione delle persone e sul loro benessere, con un efficace delega e una serie di valori condivisi, indicati nel seguito. Una potenziale debolezza, o quanto meno un aspetto da migliorare, è la visibilità e il marketing dell Istituto, particolarmente verso nuovi client potenziali. 143

144 DESCRIZIONE SINTETICA IRT JULES VERNE Missione dell Istituto L Istituto di ricerca tecnologica IRT Jules Verne ambisce a diventare un infrastruttura di ricerca di riferimento mondiale per l Ingegneria della Produzione e le tecnologie avanzate di produzione per i materiali compositi e per le strutture metalliche ed ibride. La strategia dell IRT Jules Verne punta verso quattro settori di sbocco: Aerospazio, Navale, Energia e Trasporti terrestri. Obiettivi specifici relativi alla crescita ed allo sviluppo tecnologico Le ambizioni scientifiche dell Istituto si concentrano sui seguenti obiettivi di ricerca: Alleggerimento strutturale, accorciamento dei cicli di lavorazione e dei costi di produzione, consentendo la produzione di massa di strutture composite e metalliche. Sviluppo di soluzioni innovative basate sulla capacità umana di inventare, simulare e creare modalità per la produzione efficiente di parti di grandi dimensioni. Rafforzamento della piattaforma navale. Sviluppo di un settore globale relativo ai processi generali di ricupero materiali, con applicazioni specifiche al settore dei materiali compositi, attraverso strumenti di eco-progettazione ed ecoproduzione. Sviluppo di una nuova generazione di metodi di controllo per la robotica. Gestione della progettazione e della produzione di assemblaggi multi materiale. Sviluppo di un approccio ottimale alla progettazione relativamente agli obiettivi di sicurezza e di affidabilità dei prodotti in connessione con test non distruttivi (NDT). Principali aree di specializzazione scientifica e tecnologica Assi e programmi di ricerca 1. Progettazione e integrazione di strutture complesse 2. Processi innovativi 3. Fabbrica del futuro 4. Processi Green 5. Testing e monitoraggio 144

145 Dati su personale e budget Sono sintetizzati nella tabella seguente. L Istituto è di recente costituzione e non dispone di dati storici, pertanto in alcuni casi sono riportate stime per il futuro. Si prevede che gli introiti derivino per il 45% da contratti con industrie private, per un altro 45% da fondi pubblici e per il restante 10% da diritti per proprietà intellettuali. Il 70% degli impieghi è previsto per attività di ricerca applicata e sviluppo sperimentale. Il personale si attesta oggi su 43 unità (65% di ricercatori, 35% staff). Posizionamento rispetto allo scenario tecnologico I dettagli relativi al posizionamento tecnologico dell IRT Jules Verne rispetto alle key technologies sono sintetizzati nella tabella seguente. I principali trend coperti sono Hybridize e Simulate; l Istituto è concentrato sul settore navale, aerospaziale, robotico industriale. Vi è un alta specializzazione nella progettazione e nella produzione avanzata di strutture meccaniche complesse (di grandi dimensioni, multi materiale, composite). 145

146 146

147 Elementi chiave della produzione scientifica e tecnologica Numero di progetti originati direttamente da idee/proposte dell Istituto numero di progetti generati da idee sterne o sviluppati in collaborazione con utenti industriali: L Istituto IRT Jules Verne è stato lanciato ufficialmente ad aprile 2012 e ha quindi generato i suoi primi progetti e assunto i primi ricercatori; tutti i progetti sono al 100% dell IRT ma vengono sviluppati insieme e per conto dei partners industriali dell Istituto stesso. Punti di forza Forte legame tra la ricerca accademica e il mondo industriale. Chiara visione degli obiettivi futuri: costruire un triangolo Industria Ricerca Formazione per lo sviluppo tecnologico-scientifico e l incremento della competitività industriale. Forti competenze integrate e trasferimenti tecnologici intersettoriali. 3.6 Benchmarking COMPARAZIONE TECNOLOGICA Nel seguito viene effettuata la comparazione tecnologica tra i laboratori della Rete e i best performer da tre punti di vista complementari: 1) Livello di copertura tecnologica attuale rispetto alle key technologies 2) Livello di copertura settoriale 3) Analisi comparata della visione futura rispetto alle key technologies Nelle analisi 1) e 3) viene riportato, come riferimento, il livello di intensità della ricerca rilevata all interno del settimo programma quadro per le singole key technologies. Livello di copertura tecnologica attuale rispetto alle key technologies Nella tabella seguente viene illustrato il primo confronto sul livello di copertura. 147

148 Figura 11 - Comparazione copertura key technologies 148

149 Le key technologies dove compare la più alta intensità di progetti di ricerca all interno del Settimo programma Quadro sono: Nanomechanics, nanoelectronics, Nems Micro/nano machining, technologies for micro and nano processing Electronics, mechanics, control systems, embedded systems, real time systems, printed and integrated circuit boards, hardware, software CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), math algorithms, SW Company process control (knowledge management, enterprise resource planning, customer relationship management, etc.) Viene ora svolta l analisi comparativa di copertura: Nanomechanics, nanoelectronics, Nems: nessuno degli Istituti o dei Best Performer considerati risulta particolarmente attivo in quest area. Si tratta, infatti, di un settore molto mirato e specialistico, sul quale si rileva un interesse futuro del laboratorio MISTER (vedi analisi visione futura). Micro/nano machining, technologies for micro and nano processing: in quest area risulta attivo il MISTER. Electronics, mechanics, control systems, embedded systems, real time systems, printed and integrated circuit boards, hardware, software: risultano attivi in quest area il CIRI Aeronautica, il CIRI Meccanica avanzata e L INTERMECH More; entrambi i Best Performer sono attivi. CAxxx: CAS (Computer Aided Styling), CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAT (Computer Aided Testing), math algorithms, SW: questa è l area con la maggiore copertura; risultano attivi entrambi i Best Performer e tutti i Laboratori ER tranne il T3Lab ed il Laboratorio Tracciabilità. Company process control (knowledge management, enterprise resource planning, customer relationship management, etc.): risultano attivi nell area il MUSP e il MECH Lav. Occorre rilevare che per i Lab ER non è stato possibile svolgere un analisi quantitativa precisa relativamente ai progetti realmente attivi nelle aree, quindi lo studio si limita al momento alla rilevazione di competenze e attività dichiarate; per quanto riguarda i Best Performer, il Fraunhofer IPA presenta un numero estremamente rilevante di progetti nei settori in cui è attivo, mentre l Istituto IRT Jules Verne è di recente fondazione e non dispone, come la maggior parte dei Laboratori ER, di dati storici consolidati. Esaminando a livello sintetico i Technology trends, gli Istituti/Best Performer più attivi risultano: 149

150 Miniaturize: MISTER Hybridize: CIRI MAM, Intermech MORE, Fraunhofer IPA Simulate: CIRI Aeronautica, MECH Lav, MUSP, IRT Jules Verne Connect: T3 Lab Condense: MISTER Complessivamente, si conferma una copertura tecnologica nominale piuttosto ampia dei Laboratori ER rispetto alle Key Technologies; la mappa generale risulta quasi integralmente coperta, con alcune aree di sovrapposizione che andrebbero ulteriormente indagate per eventuali affinamenti e razionalizzazioni. I Best Performer individuati sono focalizzati su trend e key technologies di grande importanza nel panorama Europeo. Livello di copertura settoriale Si rileva la presenza di alcuni Istituti dotati di ampia copertura (CIRI MAM, Intermech More, Mister) e di altri più mirati (Ciri Aeronautica, MECH Lav, MUSP, T3 Lab, Lab Tracciabilità). Il Fraunhofer IPA presenta un livello di copertura molto ampio, a testimonianza dell estensione intersettoriale della sua azione, mentre l IRT Jules Verne è estremamente orientato e specializzato. Figura 12 - Comparazione copertura settoriale Analisi comparata della visione futura rispetto alle key technologies Nella tabella alla pagina seguente si riporta il confronto delle visioni future dei Lab ER e dei Best Performer. 150

151 Figura 13 - Comparazione tra le visioni future rispetto alle key technologies 151

152 Occorre rilevare che i dati di due laboratori (CIRI Aeronautica e MECH Lav) non sono disponibili, in mancanza di informazioni considerate esaustive. Le risposte fornite dai rimanenti laboratori rispetto alla visione futura hanno consentito di identificare le key technologies che ogni laboratorio ritiene prioritarie per il futuro e di poter confrontare queste previsioni con le analoghe indicate dai Best Performer. Tutte le key technologies identificate risultano previste in crescita all interno di documenti della Commissione EU (vedi ad esempio COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE COUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THE REGIONS - Brussels, COM(2012) 341 final) con l eccezione di due KT appartenenti al trend Simulate (CAxxx e Company process control) che non vengono menzionate direttamente e sono ritenute stabili. Importante notare che tutte le key technologies identificate risultano nei piani di almeno uno dei laboratori della Rete. Ovviamente il successo dipenderà dalle modalità di attuazione di tale copertura e dall efficacia dei conseguenti trasferimenti tecnologici operati verso il sistema imprenditoriale territoriale; comunque, in termini di argomenti trattati e di loro copertura, i Lab ER risultano adeguati. I best performers identificati hanno indicato nelle proprie linee strategiche la maggior parte delle key technologies più importanti ELEMENTI DI CONFRONTO NON TECNOLOGICO Sono state prese in successiva considerazione, come elementi di confronto non tecnologico, le categorie a suo tempo utilizzate come termini di comparazione interna dei Lab della piattaforma Meccanica Avanzata. L analisi viene qui riservata alle categorie alle quali viene riconosciuto uno specifico valore ai fini della operatività e efficienza delle strutture prese a confronto. Va da se che a somiglianze nominali possono corrispondere differenze nei contenuti e nell attribuzione di valore, in relazione al posizionamento e alle scelte strategiche dei Best Performer. Si tratta dunque delle categorie seguenti. 152

153 Competenze Sono indicate tra i punti di forza delle strutture analizzate. Le competenze rappresentano, di fatto, i mezzi di produzione che contribuiscono massicciamente alla performance innovativa di queste organizzazioni, la cui attività è in larga misura basata sulla conoscenza e sulla capacità di valorizzarla pienamente. La linea adottata è quella del miglioramento incessante delle competenze attraverso soluzioni articolate e sofisticate, che comprendono da un lato la continuità di investimento per la formazione/aggiornamento dei ricercatori (che si ricorda sono la quota predominante della forza lavoro) e dall altro la creazione di un clima favorevole allo scambio tra ricercatori di discipline diverse, la pianificazione di percorsi di avanzamento di ruolo/posizione, nonché il sostegno ai ricercatori disponibili a utilizzare il capitale di conoscenza accumulato per la creazione di nuove iniziative produttive. Rapporti con le imprese L analisi ha rivelato un interazione sistematica tra BP e imprese industriali, con l effetto di strutturare un processo volto all esplorazione dei fabbisogni e alla tempestiva individuazione delle soluzioni scientificotecnologiche per soddisfarli. Nel caso specifico del FH la relazione che si stabilisce tra domanda/offerta è così serrata da determinare un circolo virtuoso nel quale il ruolo delle due componenti può risultare difficilmente separabile. Il risultato di questo processo costituisce, di fatto, il mezzo per accelerare l introduzione di innovazione nei prodotti e nei processi e allo stesso tempo il fattore cruciale per garantire la competitività delle imprese nel mercato. Networking La rete di relazioni strutturate con l esterno (centri di ricerca,università,imprese) è un tratto distintivo della strategia di funzionamento dei BP. La rete diventa un fattore importante per la generazione di afflussi di informazioni e di conoscenze correlate ai campi specifici di attività delle strutture. In definitiva è un metodo che, messo a punto adeguatamente, consente di potenziare l eccellenza scientifico-tecnologica dei BP a costi convenienti. 153

154 Brevetti e Spin-off La dimensione dei brevetti detenuti e degli spin-off generati dimostra di per sé la capacità di valorizzare pienamente i risultati delle attività di ricerca industriale-tecnologica del FH ed è, similmente, nei programmi dell istituto francese JV. Questa forte capacità di valorizzazione del trovato è in larga misura discendente dall efficienza dell organizzazione, dove risultano tra l altro evidenti l attenzione per la formazione di ricercatori culturalmente prossimi al sistema industriale, nonché alle opportunità per la creazione di nuove iniziative produttive, favorite da misure disposte a questo fine da lungimiranti amministrazioni locali e nazionali. Visione sul futuro Il tema della visione del futuro e delle strategie conseguenti è diffusamente trattato nella parte dedicata alla comparazione tecnologica. L importanza dell argomento merita tuttavia qualche richiamo in ordine alla rilevanza attribuita dai BP all attività di prospezione sul futuro. Nel caso del FH la visione del futuro è parte della missione della struttura e ribadita sinteticamente nello slogan che recita produciamo il futuro: innovativo, interdisciplinare, sostenibile ; similmente il JV richiama l importanza di una chiara visione degli obiettivi futuri, finalizzati alla costruzione di un triangolo virtuoso tra industria-ricerca-formazione. Più concretamente la posizione strategica dei BP è rilevabile, come detto ampiamente in altra parte del lavoro, dalla visione futura delle key technology che alimentano la performance innovativa dei BP, in specie: > FH, quattro delle sei KT del trend Miniaturize ; le KT ricomprese nel trend Hybridize ; le KT del trend Connect ; > JV, tutte le KT del trend Hibridize ; tutte le KT del trend Simulate. Sembra infine utile sottolineare che tutte le KT risultano nel piano di sviluppo di almeno uno dei Lab della Piattaforma, con l osservazione doverosa che i risultati concreti sono fortemente riconducibili alla sistematica relazione con le imprese utilizzatrici, nonché alla tempestività e alle modalità del trasferimento. 154

155 3.7 Analisi della domanda industriale In questo capitolo viene svolta una sintetica analisi di come si è distribuita la domanda di ricerca delle imprese all interno dei diversi bandi emanati dalla Regione a partire dal Le dimensioni considerate riguardano la distribuzione dei progetti di ricerca rispetto alle key technologies, le Università e i Laboratori coinvolti (essendo di recente costituzione, la maggior parte di questi non compare nei primi Bandi), le risorse coinvolte, i settori industriali raggiunti. Analizzando innanzitutto la distribuzione complessiva dei progetti rispetto ai trend e alle key technologies (vedere tabelle seguente) si nota un addensamento di progetti all interno del trend Hybridize, e in particolare nella key technology elettronica, meccanica, sistemi di controllo, sistemi embedded e real time, circuiti stampati ed integrati, hardware, software ; infatti questa key technology comprende una vasta gamma di applicazioni e di soluzioni, dalle più innovative a quelle caratterizzate da un miglioramento continuo. Tabella 22 - Distribuzione dei progetti in funzione dei trend e delle key technologies PROGETTI RISORSE (M ) DIMENSIONAL SCALE REDUCTION, MINIATURIZE, MICRO-NANOTECHNOLOGIES 94 9,8% ,1% Micromechanics, microelectronics, MEMS 27 28,7% ,2% Nanomechanics, nanoelectronics, NEMS 14 14,9% ,0% PVD (physical vapour deposition), CVD (chemical vapour deposition), plasma 19 20,2% ,1% Micro/nano machining, technologies for micro and nano processing 24 25,5% ,7% Micro e nano sensors, micro e nano actuators 6 6,4% ,6% Other CONVERGENCE AMONG MECHANICS, ELECTRONICS, ICT, CONTROL SCIENCE ,9% ,0% Electronics, mechanics, control systems, embedded systems, real time systems, printed and integrated circuit boards, hardware, software ,0% ,1% Sensors, actuators, artificial intelligence (ai) 48 6,4% ,5% Remote control, interoperability, modularity, instruments, metrology 49 6,6% ,4% Other VIRTUALIZATION AND SIMULATION ,5% ,4% CAXXX: CAS (computer aided styling), CAE (computer aided engineering), CAD (computer aided design), CAT (computer aided testing), math algorithms, SW 68 61,8% ,3% Interaction with virtual/augmented reality, human machine interfaces (HMI) 7 6,4% ,6% Optimization algorithms and environments 12 10,9% ,5% Company process control (knowledge management, enterprise resource planning, customer relationship management, etc.) 23 20,9% ,7% Other EXTENDED CONNECTION WIRED/WIRELESS, NETWORKS 2 0,2% 853 0,1% Wired wireless architectures, technologies, and communication protocols 2 100% % FUNCTIONALIZED-INTELLIGENT MARTERIALS 6 0,6% ,3% Piezoelectricity, magnetostriction, shape memory, thermoelectricity 6 100% % TOTAL % % Il trend tecnologico più affollato risulta quindi Hybridize, seguono con pari importanza Simulate e Miniaturize, mentre risultano quasi scoperti Connect e Condense. 155

156 Per quanto riguarda Connect, occorre ricordare che una parte importante di progetti viene segnalata nell area ICT, mentre qui si considerano esclusivamente le applicazioni ICT contenute all interno di progetti afferenti all ambito meccanico. In generale, questa distribuzione risulta omogenea rispetto alla ricerca europea tranne che per un peso troppo basso del trend Miniaturize, che in EU risulta prevalente (si veda figura 6); in questo trend si concentrano molte soluzioni di frontiera e questo potrebbe essere un segnale di ritardo tecnologico. Figura 14 - Distribuzione dei progetti in funzione dei trend tecnologici Nella figura seguente vengono indicati i settori di sbocco dei progetti, in termini di distribuzione relativa. Si conferma ovviamente l estrema trasversalità delle tematiche afferenti alla Meccanica e Materiali, con prevalenza delle aree industriale e mezzi di trasporto. Figura 15 - Distribuzione dei progetti delle imprese per settore di sbocco 4% 4% 4% 4% 7% 2% 3% 7% 2% 2% 9% 1% 1% 11% 21% 19% Industriale Mezzi di trasporto, macchine agricole Costruzioni e materiali da costruzione Impianti e mezzi di produzione Agroindustria Meccanica, elettromeccanica industriale Metallurgia Altro Legno e Mobili Sistema Moda Servizi Gomma e Plastica Servizi Ambientali Chimica e cosmesi Meccanica di precisione, elettronica di consumo Farmaceutica Infine, si analizzano le partecipazioni statistiche dei diversi soggetti, distinguendo in questo caso tra gruppo dei Bandi PRRIITT e gli ultimi bandi regionali, caratterizzati da progetti di maggiori dimensioni 156

157 e di natura integrata tra sistema industriale e sistema della ricerca. L analisi considera i contributi specialistici richiesti dalle imprese ed indicati all interno della proposta progettuale. Per ovviare al problema delle diverse configurazioni della Rete che si sono succedute nel corso dei diversi bandi, ciascuna richiesta di collaborazione è stata ricondotta alla singola università (e dipartimento) o al singolo istituto di ricerca. I soggetti accademici più attivi risultano mediamente UNIMORE e UNIBO; nel Bando Distretti l impresa regionale si concentra sul trend Miniaturize, in controtendenza positiva rispetto a quanto rilevato precedentemente. 157

158 LEGLEGENDA N = NULLO (0%) B = BASSO (<6%) M = MEDIO (6%<X<20%) A = ALTO (>21%) 158

159 3.8 Principali conclusioni e raccomandazioni L esito di estrema sintesi del lavoro è rappresentato nella figura seguente, che mette a confronto i laboratori in relazione alla performance attuale elaborata sulla base dei risultati conseguiti, con la riserva della quantità e qualità delle informazioni fornite, e alla stima delle potenzialità future, assumendo come riferimento gli elementi che rappresentano i punti di forza dei Best Performer. La tavola rende conto dei posizionamenti attuali e futuri dei Lab in relazioni alle variabili considerate. La performance attuale è basata sui dati di monitoraggio disponibili. Il punteggio è stato calcolato come indice sintetico del numero dei risultati della ricerca dei laboratori, delle commesse e delle collaborazioni, nonché dei progetti europei a cui hanno partecipato. Il potenziale di crescita è calcolato tenendo conto dei fattori indicati dai best performers come principali punti di forza e come prime determinanti del loro vantaggio competitivo: disponibilità e qualità delle competenze tecnico/scientifiche, chiarezza delle strategie, adeguatezza rispetto allo scenario di riferimento, capacità di organizzarsi per collaborare massivamente con le imprese. Due sono senza dubbio i punti di forza dei laboratori, identificati nella qualità delle competenze in gioco, che costituiscono allo stesso tempo un asset per il futuro, e nelle strategie di ricerca, focalizzate sulle key technologies rilevanti, che risultano in effetti nei programmi di almeno uno dei laboratori della piattaforma Meccanica Avanzata. Meno rassicuranti sono invece gli aspetti organizzativi delle strutture che, in specie per quanto riguarda le attività di ricerca industriale, richiederebbero una relazione più sistematica e continuativa con le imprese utenti. 159

160 Un ulteriore osservazione, riconducibile in larga misura all origine universitaria delle strutture, riguarda la ancora apparente insufficiente capacità o propensione a integrare le conoscenze specifiche, con effetti misurabili sulla qualità e tempestività del risultato e allo stesso tempo con la verosimile riduzione delle sovrapposizioni/duplicazioni di attività e risorse in non pochi casi rilevate. Sotto il profilo delle relazioni merita ricordare la bassa interazione con l esterno (altri istituti di ricerca pubblici e privati), allo scopo di stabilire costruttivi rapporti cooperativi e rafforzare per questa via il patrimonio di conoscenze collaterali e integrabili con le conoscenze/tecnologie specifiche. Questa scarsa attenzione all esterno può essere in parte causa della limitata partecipazione ai grandi programmi europei, che portano grande utilità sotto il profilo sia della provvista finanziaria sia della competizione costruttiva con strutture omologhe, sia dell osservazione diretta dei cambiamenti che possono mutare le regole della competizione e quindi della direzione del fabbisogno di conoscenza/tecnologie delle imprese per competere. A questi elementi rilevanti ai fini dell immediata operatività dell impresa occorre aggiungere, con un ottica necessariamente di più lungo periodo, l aspetto legato alla valorizzazione delle giovani leve attraverso una formazione specificamente orientata al rapporto con le imprese, nel senso dell interpretazione dei bisogni e del trasferimento delle soluzioni necessarie alla loro crescita. Si ricorda infine che la valutazione tecnologica ha rilevato una carenza di attività di ricerca industriale in alcuni ambiti, nelle aree relative al trend tecnologico Miniaturizzare, che sono giudicate molto promettenti per il futuro e per questa ragione richiederebbero un approfondita riflessione in ordine al loro eventuale potenziamento. Sulla base delle considerazioni che precedono, sembra ragionevole suggerire la concentrazione delle risorse regionali, anche in considerazione delle strategie di ricerca e innovazione nel periodo , su un numero limitato di grandi progetti che coinvolgano simultaneamente laboratori di ricerca, grandi imprese e PMI in filiera, con un attento monitoraggio delle attività svolte, dell osservanza delle tempistiche e dei risultati conseguiti. 160

161 4 Sezione 4: Technology Assessment della Piattaforma Scienze della Vita 4.1 Introduzione Il benchmarking esterno mette a confronto la performance dei laboratori di ricerca della Rete Alta Tecnologia con quella di organizzazioni omologhe, ritenute tra le migliori in Europa. Costituisce una fase importante del processo di valutazione tecnologica condotto allo scopo di verificare se la Rete Alta Tecnologia, attraverso i laboratori di ricerca che la compongono, sia riuscita nell intento di incidere sull evoluzione tecnologica delle imprese e per questa via sulla competitività del sistema industriale. Sul piano operativo si pone in linea di continuità rispetto alle numerose operazioni condotte al fine di approfondire la conoscenza della Piattaforma, analizzare gli aspetti legati alla propensione alla ricerca e all applicazione dei suoi risultati da parte delle imprese, nonché valutare l efficacia delle misure disposte dalla Regione per il sostegno alla ricerca industriale. 4.2 Scenario tecnologico La medicina moderna e l attuale sistema sanitario si caratterizzano per profonde trasformazioni legate ai ragguardevoli risultati della ricerca scientifica e tecnologica. Nuovi processi di prevenzione, cura e riabilitazione, e metodi innovativi di organizzazione, gestione ed erogazione dei servizi socio-sanitari, possono consentire di rispondere con costi sostenibili alle esigenze di salute e benessere della popolazione. La ricerca è quindi componente fondamentale del settore per la definizione di approcci di prevenzione, terapie e prodotti, efficienti, efficaci e sicuri. Molte caratteristiche del settore hanno un impatto diretto sulle attività di ricerca delle imprese e delle organizzazioni pubbliche. In particolare: Scienze della Vita è uno dei settori in cui la ricerca è più difficile da gestire, perché caratterizzata da alta incertezza riguardo a risultati, ricadute e tempi. Il gap traslazionale tra sperimentazione e applicazione clinica determina una minore produttività delle attività di ricerca che in altri comparti. È il settore in cui la ricerca di base ha maggiore incidenza sullo sviluppo delle innovazioni in ambito industriale. L alta intensità di ricerca, necessaria per la crescita e competitività delle imprese farmaceutiche e biomedicali, rende fondamentali le relazioni tra sistema pubblico e privato. È un settore regolato da una normativa molto stringente. I nuovi prodotti/processi devono rispettare determinate caratteristiche di qualità e sicurezza in tutte le fasi del processo produttivo. Per questo 161

162 motivo, le organizzazioni di ricerca devono lavorare in maniera funzionale alle imprese e accompagnarle nei passaggi dell iter autorizzativo fino alla convalida e applicazione industriale, proponendo modalità efficienti di produzione e soluzioni innovative per la riduzione del time to market e il contenimento dei costi. È un settore che di recente ha registrato dinamiche importanti: dal lato dell offerta, la repentina evoluzione scientifica e tecnologica degli ultimi anni (dalla farmacogenomica e farmacogenetica, alla chimica combinatoriale, ai nuovi approcci molecolari, ecc.); dal lato della domanda, l incremento della richiesta di farmaci specifici in risposta al progressivo invecchiamento della popolazione e alla crescente aspettativa di vita e benessere della popolazione; dinamiche che hanno comportato un costante incremento dei costi per lo sviluppo di nuovi prodotti/processi e un incremento della domanda di servizi sanitari, curativi e riabilitativi, con conseguente maggiore pressione sulla spesa pubblica. Lo scenario tecnologico, costruito sulla base delle analisi dei principali documenti strategici e attuativi in ambito comunitario (FP7 e roadmap delle Piattaforme Tecnologiche Europee) e dei trend dominanti di settore, considera sette aree prioritarie di ricerca, ciascuna delle quali è successivamente declinata in linee di ricerche e/o tecnologie prioritarie. 1. Nuovi farmaci e approcci terapeutici La commercializzazione di un farmaco è l ultimo step di un pluriennale processo di sviluppo. In questa area le linee di ricerca prioritarie sono state individuate in relazione alle principali attività del suddetto processo: 1.1) Drug Discovery - Identificazione e validazione di nuovi target farmaceutici e/o terapeutici e relativi hit and lead compounds : - Ricerca di innovative metodologie di analisi dei meccanismi cellulari e molecolari legati a una data patologia per l identificazione e la caratterizzazione del "bersaglio" farmacologico (molecola o meccanismo biologico); - Drug Lead Discovery: sintesi chimica e approcci biotecnologici (proteine, anticorpi, enzimi, ecc.) 1.2) Innovativi sistemi di drug delivery più efficaci e selettivi (ricerca e sviluppo di nuovi vettori e tecnologie di targeting, sviluppo di nanocarriers multifunzionali biologici o sintetici, di nanoparticelle funzionalizzate e di nuove soluzioni per il dosaggio e il rilascio controllato). 1.3) Studi tossicologici e nuovi metodi di valutazione del rischio: Nuove metodologie per l analisi preventiva del potenziale di rischio associato a nuovi composti farmaceutici e nuove soluzioni di drug delivery (ad esempio legati all utilizzo di nanoparticelle ingegnerizzate e nanomateriali), per velocizzare la fase di sviluppo del farmaco, ridurne i costi e proporre alternative ai test sugli animali. 162

163 1.4) Studi Preclinici (Fase 0 ) nuovi modelli e metodologie innovative per l identificazione in laboratorio delle caratteristiche di sicurezza ed efficacia del farmaco candidato attraverso prove e studi sia in vitro che in vivo. 1.5) Trial Clinici - determinazione della sicurezza del farmaco (Fase 1) e della sua efficacia terapeutica sull uomo (Fase 2 e 3). 2. Medicina rigenerativa e Terapie avanzate Lo sviluppo della medicina innovativa si associa a una profonda conoscenza della biologia delle cellule e allo sviluppo di tecnologie per il loro mantenimento in coltura e la successiva applicazione clinica. I prodotti di terapia genica e cellulare sono considerati a tutti gli effetti farmaci ad uso umano, e come tali soggetti allo stesso iter approvativo. L ingegneria tessutale, per la sua capacità di rigenerare organi e tessuti malati, ha in futuro grosse potenzialità per la cura di diverse patologie e/o traumi. Come nella precedente area di ricerca, le linee di sviluppo e le tecnologie prioritarie sono messe in relazione ai principali step dell iter di approvazione di un nuovo farmaco o di una nuova terapia. 2.1) Nuovi metodi e strumenti per l isolamento, la caratterizzazione, la proliferazione e l espansione delle colture cellulari (e.g. bioreattori) 2.2) Terapie cellulari e Medicina Rigenerativa Protocolli Preclinici: - Ricerca e sviluppo di sistemi, tecnologie e materiali avanzati per terapie avanzate e tissue engineering (nuovi dispositivi per l identificazione e la selezione cellulare, materiali bioattivi e scaffold funzionalizzati, nano-device per la cattura e il trasporto delle cellule, nuove tecnologie di imaging, etc.) - Sviluppo di nuovi ed efficaci modelli sperimentali per le analisi in-vitro, in-vivo ed ex-vivo. 2.3) Terapie geniche Protocolli Preclinici: nuove tecnologie di ingegnerizzazione e manipolazione estensiva delle cellule, sviluppo di nuovi materiali e vettori per il trasferimento cellulare, modelli sperimentali innovativi (in vitro e in vivo). 2.4) Protocolli clinici di medicina rigenerativa e per prodotti di terapia cellulare, inclusa terapia genica: valutazione degli effetti farmacologici e tossicologici sull uomo (fase I e II). 3. Diagnosi, Prognosi e Monitoraggio Lo studio delle alterazioni dei meccanismi molecolari e cellulari che si associano alle diverse patologie è il primo passo per l identificazione di importanti markers diagnostici e/o prognostici. L upgrading tecnologico ha consentito di accrescere la sensibilità degli strumenti per le analisi cellulari e molecolari. Applicazioni di bioinformatica, grazie ad allargate analisi genetiche, consentono di identificare le differenze diagnostiche e 163

164 prognostiche in campioni patologici, di determinare il profilo completo di espressione e di caratterizzare le mutazioni indotte in risposta a specifiche terapie. 3.1) System biology and OMICs approaches per l individuazione di nuovi biomarkers diagnostici/prognostici e di nuovi target terapeutici 3.2) Nuove metodologie e tecnologie di imaging per la diagnosi e il monitoraggio di specifiche malattie e dei meccanismi ad esse associati 3.3) Ricerca e sviluppo di nuovi sistemi di Point of Care e piattaforme tecnologiche per la diagnostica veloce ad alta sensibilità, semplicità, robustezza e automazione 4. Processi biologici e studi epidemiologici I nuovi approcci di system biology, genetica, genomica funzionale e proteomica, uniti ai nuovi strumenti di bioinformatica e modellistica digitale, consentono la comprensione sempre più profonda dei processi biologici correlati alla salute umana, nonché delle caratteristiche che regolano la virulenza, la trasmissione, la persistenza e la resistenza degli agenti patogeni a più alto rischio epidemico. 4.1) Studi epidemiologici e fisiologici per la previsione, l identificazione, la modellazione e il monitoraggio di specifiche malattie infettive e degli agenti patogeni ad esse correlati 4.2) Nuovi approcci multidisciplinari per lo studio e la comprensione dei processi biologici importanti per la salute umana 5. Medicina Personalizzata - Efficacia e sicurezza dei trattamenti e degli interventi terapeutici Negli ultimi anni, gli approcci di medicina personalizzata hanno registrato un attenzione sempre maggiore. Ulteriori sviluppi nel campo della genomica e farmaco-genomica possono portare alla pianificazione di interventi di prevenzione più efficaci e mirati, e di strategie terapeutiche personalizzate basate sulla risposta del singolo paziente a specifici trattamenti farmacologici e terapeutici. 5.1) Ricerca e sviluppo di innovativi approcci e modelli predittivi basati sul makeup genetico del paziente per la definizione di approcci terapeutici personalizzati 5.2) Studi clinici e osservazionali con approccio multidisciplinare per il monitoraggio e la valutazione degli effetti, dell efficacia e della sicurezza di terapie e farmaci su particolari target di pazienti 5.3) Metodi innovativi di sperimentazioni cliniche pediatriche con approcci di farmaco-cinetica e farmaco-genetica, compresi gli studi sui medicinali off-patent 164

165 6. Biotecnologie, strumenti e dispositivi biomedici La presente area include tutte le ricerche per lo sviluppo di nuovi materiali, strumentazioni e prodotti, quali dispositivi biomedicali, protesi (meccaniche e biologiche) e devices impiantabili, compreso lo sviluppo delle metodologie per la valutazione preclinica di biocompatibilità, bio-funzionalità e bio-attività. Ulteriore tema di ricerca riguarda la progettazione, lo sviluppo, il test e la validazione di macchine e sistemi per l industria del biomedicale e del biotech. 6.1) Nuove metodologie e tecnologie di High-Throughput Screening (HTS) 6.2) Materiali avanzati, bio e nanotecnologie per protesi, ortesi e altri dispositivi impiantabili 6.3) Nuovi materiali, strumenti e prodotti per applicazioni healthcare e nuovi devices medici 6.4) Nanotecnologie, biotecnologie, nuovi macchinari e processi produttivi per l industria chimica e farmaceutica 7. Altri temi di ricerca L ultima area considera le iniziative di diffusione, supporto e coordinamento, al fine di migliorare l integrazione delle ricerche in ambito medico, rafforzare le collaborazioni pubblico-private e definire agende di ricerca e policy guidelines condivise tra i diversi stakeholder. Particolare importanza è assegnata ai progetti di cooperazione internazionale, in particolare con i Paesi in ritardo di sviluppo, così come agli studi e alle iniziative per miglioramento della qualità, sicurezza e accessibilità dei servizi e dell assistenza sanitaria, e per la predisposizione di strategie comuni di intervento e prevenzione. 7.1) Coordinamento e networking 7.2) Studi e iniziative per il miglioramento dell offerta di servizi sanitari 7.3) Cooperazione internazionale 7.4) Iniziative comuni di sensibilizzazione, strategie di prevenzione e intervento 7.5) Iniziative per la diffusione e comunicazione dei risultati della ricerca medica e delle principali questioni legate alla salute umana 7.6) Impact assessment delle normative comunitarie e internazionali di settore 7.7) Nuove applicazioni ICT per la raccolta, l armonizzazione e la condivisione di informazioni e dati clinici tra i diversi operatori 165

166 4.3 Posizionamento tecnologico dei laboratori regionali I laboratori che costituiscono, nell ambito della Rete ad Alta Tecnologia dell Emilia Romagna, la piattaforma scienze della vita sono sette: Il Laboratorio per le Tecnologie e le Terapie Avanzate (LTTA) di Ferrara è specializzato nello studio, a fini applicativi, dei meccanismi di differenziamento cellulare e rigenerazione tissutale, e nelle indagini genomiche e postgenomiche in patologie ad alto impatto assistenziale (neoplastiche, cardiovascolari e neurodegenerative). Il laboratorio offre servizi altamente qualificati (Microscopia Avanzata Elettronica e Confocale, Servizio di Citofluorimetria/Cell sorting, Biobanking, Animal Facility, Bioinformatica, Servizio di Interazioni molecolari, Biomarkers e Delivery) alle imprese operanti in ambito biotecnologico, ospedaliero e farmaceutico. Il Centro di Medicina Rigenerativa Stefano Ferrari (CMR) di Modena è altamente specializzato nell area dell ingegneria tissutale; in particolare sul applicazione terapeutica delle cellule staminali degli epiteli di rivestimento, sulla loro caratterizzazione e sull analisi dei meccanismi molecolari che regolano l auto-rinnovamento e il potenziale proliferativo di suddette cellule. Il laboratorio Biopharmanet-Tech svolge attività di ricerca industriale per lo sviluppo di nuovi farmaci - medicinali, cosmetici e nutrizionali. I principali ambiti di specializzazione sono riferibili alle attività di drug discovery, drug development, drug delivery e qualità dei medicinali, nonché allo sviluppo di innovative tecnologie di processo per la fabbricazione di prodotti innovativi (nuovi composti, medicine avanzate e nuovi sistemi e piattaforme di drug delivery), con particolare riferimento alle applicazioni delle nanotecnologie in ambito farmaceutico. Il Centro Interdipartimentale di Misura (CIM) dell Università di Parma opera essenzialmente come erogatore di servizi qualificati alla ricerca e all industria. Il centro è specializzato in applicazioni RMN (Risonanza Magnetica Nucleare) ad alta risoluzione. I servizi offerti spaziano in diversi ambiti: dalla produzione di vaccini innovativi, alla caratterizzazione di entità chimiche di interesse biologico/farmacologico, fino allo sviluppo di applicazioni innovative per indagini proteomiche. Il Centro Interdipartimentale di Oncologia Molecolare e Traslazionale (COMT) di Parma opera principalmente in due ambiti. Il primo fa riferimento alla definizione, ottimizzazione e sviluppo di tecniche diagnostiche più sensibili e specifiche, quali nuovi marcatori prognostici e predittivi della risposta terapeutica e nuovi sistemi genetico-molecolari per il monitoraggio clinico dei pazienti oncologici. Il secondo riguarda lo sviluppo e la convalida preclinica di anticorpi monoclonali e farmaci per l immunoterapia, così come farmaci biologici per la target therapy antineoplastica da utilizzare in approcci di terapia personalizzata. 166

167 Il CIRI Scienze della Vita (CIRI SdV) di Bologna è costituito da tre unità operative distinte. La prima unità Tecnologie per la Salute e Qualità della Vita opera in diversi ambiti scientifico-tecnologici: dalla sensoristica indossabile alla domotica, dalla realizzazione di dispositivi basati sui sensori per la riabilitazione di alcune classi di pazienti (ad esempio parkinsoniani) alla protesica. La seconda unità Medicina Traslazionale persegue due linee di attività: da un lato, eroga servizi qualificati alle imprese, supportandole nella fase di sperimentazione di un nuovo farmaco; dall altro sviluppa approcci terapeutici innovativi, con particolare attenzione allo sviluppo di dispositivi combinati cellule/scaffolds per la medicina rigenerativa nell ambito del sistema nervoso e cardio-polmonare. In stretto legame con quest ultima attività, il laboratorio si occupa dell isolamento e caratterizzazione di cellule staminali, della loro espansione colturale in laboratorio e di servizi dedicati di bio-banking. L ultima unità Applicazioni di medicina genomica e mitocondriale realizza analisi genomiche e postgenomiche ed eroga servizi di bioinformatica e farmacogenomica. Tra le attività principali vi è la realizzazione di biosensori e biomarkers per lo sviluppo di nuovi sistemi di diagnostica e prognostica e lo sviluppo di nuovi modelli di sperimentazione in vivo. Il dipartimento RIT dell Istituto Ortopedico Rizzoli è strutturato in sei laboratori: o o o o Il Laboratorio Biocompatibilità, Innovazioni Tecnologiche e Terapie Avanzate (BITTA) è specializzato in studi (in vitro e in vivo) per l analisi della struttura, citotossicità, biocompatibilità, biofunzionalità e bioattività di materiali, sia di origine biologica che sintetica, e di dispositivi medici per il trattamento e la rigenerazione di organi e tessuti affetti da patologie acute, croniche, degenerative, neoplastiche, infettive. Il Laboratorio di Bio-Ingegneria Computazionale (BIC) è specializzato in tecnologie di biocomputing. In ambito ortopedico, sviluppa strumenti di calcolo, sistemi complessi di previsione e simulazione a supporto delle fasi diagnostiche e chirurgiche, nonché a sostegno della pianificazione biomeccanica degli interventi sull'apparato locomotore. Il Laboratorio di Nano Biotecnologie (NABI) è specializzato in nano-biotecnologie per la medicina rigenerativa (scaffolds per la rigenerazione ossea e osteocondrale) e la chirurgia protesica e traumatologia (realizzazione e caratterizzazione di coatings nanostrutturati per protesi articolari e per altri devices impiantabili in ortopedia e traumatologia). Il Laboratorio di Bio-Informatica Clinica (CLIBI) svolge attività di ricerca e consulenza per applicazioni di e-health. Il laboratorio realizza software modulari per la gestione dei pazienti e tools innovativi per l archiviazione, l organizzazione e la gestione dei dati - clinici, genetici, genealogici e di imaging - di pazienti affetti da patologie ereditarie. Il laboratorio inoltre eroga specifici servizi di assistenza alle aziende farmaceutiche per la gestione e conduzione dei trials clinici, quali supporti informatici cost-saving per il loro disegno, valutazione e monitoraggio in 167

168 regime di ICH-GCP e OECD-GLP. Infine, nell ambito della normativa per l accreditamento delle strutture sanitarie, il CLIBI definisce appositi sistemi informatici volti a snellire le problematiche relative alla gestione della qualità, alla certificazione, all accreditamento e all indicizzazione delle informazioni per il risk management. o o Il laboratorio Prometeo è specializzato nel campo della medicina rigenerativa e tissue engineering per la chirurgia ortopedica e maxillo-facciale. Svolge attività di ricerca per l identificazione e lo sviluppo di fonti di cellule staminali alternative e di nuovi biomateriali per la rigenerazione dell osso, della cartilagine e dei tendini. Il Laboratorio di Studi Preclinici in GLP per la Medicina Rigenerativa dell Apparato Muscolo- Scheletrico (RAMSES) è specializzato in ingegneria tissutale e nelle analisi dei meccanismi molecolari alla base di specifiche patologie, quali l osteoartrite. 168

169 IOR Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R LAB_RER LTTA Ferrara CMR Modena BIOPHARMANET Parma COMT Parma CIM Parma CIRI Bologna BITTA BIC NABI CLIBI PROMETEO RAMSES PRINCIPALI AMBITI DI SPECIALIZZAZIONE Bancaggio di cellule umane per fini rigenerativi e/o farmacologici Valutazione di markers genomici e/o postgenomici in patologie neoplastiche, cardiovascolari e neurodegenerative Cellule staminali mesenchimali nelle patologie ischemiche del miocardio Cellule staminali neurali per la riparazione del danno nelle malattie neurodegenerative Uso terapeutico del tessuto adiposo Genomica, epigenomica e trascrittomica Terapie cellulari Terapie geniche Drug discovery Drug delivery Ingegneria farmaceutica e tecnologia di processo Diagnostica molecolare Sviluppo e convalida preclinica di agenti terapeutici biologici Risonanza Magnetica Nucleare Spettrometria di massa Microscopia a forza atomica Applicazioni industriali della medicina genomica e mitocondriale Medicina traslazionale per terapie e diagnostiche innovative di malattie degenerative del sistema nervoso e cardiopolmonare Tecnologie per la Salute e la Qualità della Vita Biocompatibilità, biofunzionalità e bioattività di materiali e dispositivi medici Ingegnerizzazione e valutazione preclinica di biomateriali, dispositivi medici, scaffolds per la medicina rigenerativa e l ingegneria tissutale Valutazione preclinica dell efficacia terapeutica di biomateriali, dispositivi medici, trattamenti adiuvanti e terapie avanzate Sviluppo risorse on-line per la ricerca industriale biomedica Sviluppo soluzioni SW per la Computer Aided Medicine Consulenza su temi di biomeccanica scheletrica Ingegnerizzazione di prototipi di ricerca in bioingegneria computazionale Studio di biomateriali per scaffolds magnetici Realizzazione e caratterizzazione di coatings per protesi articolari e altre devices Valutazione preclinica di devices e nuove metodologie, e individuazione di specifiche tecnologie da applicare in ambito clinico Tecnologie dell Informazione e biomedicina Sviluppo di software di medicina personalizzata Calcolo computazionale Applicativi per trial clinici Manipolazione cellulare estensiva Controllo qualità e microbiologia Manipolazione tessuto muscolo-scheletrico Terapie biomolecolari Analisi e caratterizzazione di tessuti o biomateriali ingegnerizzati Rigenerazione dei tessuti osteo-cartilaginei Valutazione di costrutti cellule-biomateriale (scaffolds) Terapia genica Indagini biomolecolari e indagini di proteomica 169

170 4.4 Ricerca europea e best performers L analisi dei progetti del VII Programma Quadro è lo strumento utilizzato per individuare in modo oggettivo gli istituti o le università capaci di meglio competere nel panorama europeo e gli ambiti e le tecnologie sui quali essi lavorano. Un'estesa partecipazione soddisfa tre requisiti necessari per un best performer: La capacità di produrre ricerca di qualità in linea con i principali trend scientifico-tecnologici di settore. La capacità di collaborare in modo esteso con altri istituti europei e internazionali partecipando attivamente alle reti di ricerca europee che si sono costruite in questi anni. La capacità di rapportarsi e collaborare con le imprese, la cui partecipazione all interno del programma non è affatto trascurabile (per Scienze della Vita in una misura del 20%) e che aumenterà in futuro secondo le disposizioni del nuovo programma Horizon L analisi è stata svolta trasversalmente all intero FP7: oltre al sottoprogramma specifico Cooperation- Health, ha considerato progetti che pur presentati su altri programmi sono riconducibili alle tematiche trattate. È il caso delle applicazioni delle nanotecnologie e dei materiali avanzati in ambito farmaceutico e biomedicale all interno di Cooperation-NMP (Nanotech, Materials and Product engineering), dei progetti dei Cooperation ICT e delle ricerche industriali del sottoprogramma Capacities-SME, dove sono le imprese biomedicali e farmaceutiche a giocare un ruolo propositivo quali coordinatori di reti con Università e altri istituti pubblici. A queste iniziative, considerando il forte legame tra ricerca di base e industriale che caratterizza il comparto, si è aggiunta l analisi dei progetti del programma Ideas, presentati da singoli ricercatori che lavorano nelle università e negli istituti di ricerca europei. Con questa premessa, il totale delle risorse è di oltre 7,5 miliardi di Euro per progetti a cui prendono parte oltre organizzazioni. Circa l 80% delle partecipazioni è riferito al settore pubblico, prevalentemente università e altri soggetti quali istituti di ricerca, enti ospedalieri, fondazioni, associazioni, istituzioni. La partecipazione delle imprese sensibilmente inferiore che in altri settori mette in evidenza la peculiarità del comparto farmaceutico dove la ricerca di base è il principale carburante per lo sviluppo di innovazioni in ambito industriale e dove le università e i centri di ricerca giocano un ruolo importante quali fornitori di tecnologia e conoscenza alle imprese. Considerando i dati complessivi (si veda figura 1), ed escludendo per il momento il sottoprogramma Ideas, circa il 30% delle partecipazioni alle iniziative in ambito comunitario appartiene a due nazioni: Germania e Regno Unito. Performance importanti sono registrate anche da Francia e Italia, con una quota eguale del 9%. 170

171 Figura 16 - SdV FP7 (totale) - partecipazioni, progetti e risorse per Paese TOTALE SCIENZE DELLA VITA PARTECIPAZIONI PROGETTI RISORSE AUSTRIA 302 2,5% 61 3,1% ,0 3,2% BELGIO 500 4,1% 83 4,2% ,0 3,8% DANIMARCA 279 2,3% 38 1,9% ,0 1,9% FINLANDIA 238 2,0% 33 1,7% ,0 1,7% FRANCIA ,0% ,1% ,0 11,2% GERMANIA ,7% ,6% ,0 17,3% GRECIA 192 1,6% 23 1,2% ,0 1,2% IRLANDA 183 1,5% 34 1,7% ,0 2,1% ISLANDA 30 0,2% 4 0,2% ,0 0,2% ISRAELE 242 2,0% 68 3,5% ,0 2,2% ITALIA ,0% 164 8,4% ,0 9,6% NORVEGIA 124 1,0% 23 1,2% ,0 0,8% OLANDA 792 6,5% 173 8,8% ,0 10,5% POLONIA 134 1,1% 4 0,2% ,0 0,1% PORTOGALLO 116 1,0% 12 0,6% ,0 0,4% REP. CECA 97 0,8% 1 0,1% ,0 0,0% ROMANIA 71 0,6% 1 0,1% ,0 0,0% RUSSIA 46 0,4% 0 0,0% 0,0 0,0% SLOVENIA 55 0,5% 1 0,1% ,0 0,1% SPAGNA 803 6,6% 133 6,8% ,0 6,5% SVEZIA 504 4,1% 105 5,4% ,0 5,9% SVIZZERA 619 5,1% 115 5,9% ,0 5,0% UK ,7% ,0% ,0 15,2% UNGHERIA 113 0,9% 16 0,8% ,0 0,5% OTHER EUROPEAN COUNTRIES 267 2,2% 12 0,6% ,0 0,5% AFRICA 216 1,8% 1 0,1% ,0 0,0% ASIA 210 1,7% 0 0,0% 0,0 0,0% NORTH AMERICA 145 1,2% 0 0,0% 0,0 0,0% CENTRAL/SOUTH AMERICA 87 0,7% 0 0,0% 0,0 0,0% OCEANIA 32 0,3% 0 0,0% 0,0 0,0% TOTALE ,0% ,0% ,0% AUSTRIA BELGIO DANIMARCA FINLANDIA FRANCIA GERMANIA GRECIA IRLANDA ISLANDA ISRAELE ITALIA NORVEGIA OLANDA POLONIA PORTOGALLO REP. CECA ROMANIA RUSSIA SLOVENIA SPAGNA SVEZIA SVIZZERA UK UNGHERIA OTHER EUROPEAN COUNTRIES AFRICA ASIA NORTH AMERICA CENTRAL/SOUTH AMERICA OCEANIA PARTECIPAZIONI (n) PROGETTI (n) RISORSE (M ) 171

172 Le partecipazioni delle organizzazioni Figura 18 - Ripartizione delle partecipazioni nazionali per programma italiane si riferiscono per il 65% ai due programmi di sostegno principali, FP7 Cooperation-Health (60%) e FP7 Ideas ERC (5%). L Italia, insieme alla Spagna, presenta tra i Paesi europei più performanti la più alta quota relativa delle partecipazioni ai programmi satellite. Da sottolineare l alta partecipazione delle organizzazioni Figura 17 - Ripartizione delle partecipazioni nazionali per categoria nazionali ai programmi Cooperation- NMP (circa l 11% del totale) e Cooperation-ICT (dove l Italia è seconda solo alla Germania). L Italia ha inoltre un incidenza minore delle università sulle partecipazioni se confrontata con gli altri Paesi (38% contro il 47% della Germania, il 58% dell Olanda e addirittura il 67% del Regno Unito). Discorso a parte per la Francia dove le partecipazioni sono legate essenzialmente ai grandi enti pubblici di ricerca (CNRS, INSERM) e alla Spagna dove un ruolo di primo piano le agenzie (Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas), gli istituti e le fondazioni di ricerca pubblico e private. In Italia, circa 1/3 delle partecipazioni è relativo alle università, istituti e imprese della Lombardia, a cui seguono Lazio (14,5%) e Toscana (13,4%). Queste tre regioni coprono oltre il 60% del totale nazionale. Il dato del Lazio è sicuramente legato alla presenza in regione degli istituti nazionali (un esempio è l Istituto Superiore della Sanità che partecipa a 31 progetti in ambito comunitario) e delle istituzioni centrali (quali il MIUR e il Ministero della Salute). L Emilia Romagna ha una performance appena sufficiente se si considera l elevata accumulazione di competenze presente in regione. Il totale è di 85 partecipazioni regionali e di 12 progetti coordinati (di cui la metà sul programma ICT), indicatore della ancora debole presenza del sistema regionale di offerta, ma anche del comparto industriale, alle iniziative promosse in ambito comunitario. Scienze della Vita è un esempio di settore in cui la partecipazione di università, istituti e imprese è al di sotto delle reali potenzialità del territorio, sia per capacità di ricerca sia per la forza del tessuto produttivo locale. 172

173 Figura 19 - SdV e Settimo Programma Quadro: Performance regionale. TOTALE SCIENZE DELLA VITA PARTECIPAZIONI PROGETTI RISORSE ABRUZZO 12 1,1% 2 1,2% ,0 0,6% CALABRIA 5 0,5% 0-0,0 - CAMPANIA 23 2,1% 4 2,4% ,0 2,5% EMILIA ROMAGNA 85 7,8% 12 7,3% ,0 8,5% FRIULI VENEZIA GIULIA 43 3,9% 12 7,3% ,0 4,7% LAZIO ,5% 9 5,5% ,0 5,3% LIGURIA 41 3,8% 6 3,7% ,0 1,8% LOMBARDIA ,0% 63 38,4% ,0 42,4% MARCHE 9 0,8% 1 0,6% ,0 0,4% MOLISE 3 0,3% 0-0,0 - PA BOLZANO 3 0,3% 1 0,6% ,0 0,2% PA TRENTO 23 2,1% 7 4,3% ,0 2,5% PIEMONTE 63 5,8% 10 6,1% ,0 3,5% PUGLIA 15 1,4% 2 1,2% ,0 0,9% SARDEGNA 7 0,6% 0-0,0 - SICILIA 14 1,3% 0 0,0% 0,0 0,0% TOSCANA ,4% 19 11,6% ,0 17,1% UMBRIA 14 1,3% 4 2,4% ,0 2,1% VALLE D'AOSTA 1 0,1% 0-0,0 - VENETO 76 7,0% 12 7,3% ,0 7,6% TOTALE ,0% ,0% ,0% ABRUZZO CALABRIA CAMPANIA EMILIA ROMAGNA FRIULI VENEZIA GIULIA LAZIO LIGURIA LOMBARDIA MARCHE MOLISE PA BOLZANO PA TRENTO PIEMONTE PUGLIA SARDEGNA SICILIA TOSCANA UMBRIA VALLE D'AOSTA VENETO PARTECIPAZIONI (n) PROGETTI (n) RISORSE (M ) 173

174 Nel dettaglio: L Università di Bologna coordina 3 progetti: CHERISH Improving diagnoses of mental retardation in children in Central Eastern Europe and Central Asia through genetic characterisation and bioinformatics/statistics e CATAFLU.OR OrganoCATAlytic approaches towards easily synthesized, economical, and high yielding oseltamivir derivatives nell ambito del programma Cooperation-Health (costo totale di circa 3,3 e 3,0 milioni di Euro, rispettivamente); l iniziativa CUPID Closed-loop system for personalized and at-home rehabilitation of people with Parkinson's Disease sul programma Cooperation-ICT. L Università di Ferrara è leader del progetto BIO-NMD Identifying and validating preclinical biomarkers for diagnostics and therapeutics of Neuromuscular Disorders nell ambito del programma Cooperation-Health (costo totale di circa 7,5 milioni di Euro). L Università di Parma coordina il progetto NEOMARK ICT enabled prediction of cancer reoccurrence di circa 3,9 milioni di Euro. Lo IOR coordina 2 iniziative del programma Cooperation-ICT: NMS PHYSIOME VPHOP-SIMBIOS cooperation: Tools to develop the NeuroMusculoSkeletal Physiome e VPHOP Osteoporotic virtual physiological human. Le sedi regionali del CNR coordinano tre iniziative sul programma Cooperation-NMP: l Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici di Faenza è alla guida dei progetti MAGISTER Magnetic scaffolds for in vivo tissue engineering e OPHIS Composite phenotypic triggers for bone and cartilage repair (costo totale di circa 11,1 e 5,4 milioni di Euro, rispettivamente); l Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati di Bologna è leader del progetto I-ONE Implantable Organic Nano- Electronics da circa 5,1 milioni di Euro, e dell iniziativa PHOTO-FET Integrated Photonic Field-Effect Technology for bio-sensing functional components. L impresa regionale SCS Srl in provincia di Bologna è capofila del progetto di cooperazione MSV Multiscale Spatiotemporal Visualisation: development of an open-source software library for the interactive visualisation of multiscale biomedical data nel programma Cooperation-ICT. In tale contesto, il dato relativamente più alto è dell Università di Bologna che prende parte a 20 progetti. Seguono con un certo distacco l Istituto Ortopedico Rizzoli (11), l Università di Modena-Reggio Emilia e l Università di Ferrara, con 7 partecipazioni ciascuna, e l Università di Parma (5). Si segnala come le partecipazioni regionali si riferiscano quasi esclusivamente a progetti del programma Cooperation. Nonostante la presenza in regione di un importante distretto del biomedicale sono solo due le imprese che prendono parte ai progetti del programma Capacities-SME. 174

175 La figura 3 riporta le partecipazioni, i progetti e le risorse per ciascuna delle sette aree di ricerca, a loro volta declinate in ambiti scientifico-tecnologici prioritari. Diagnosi, Prognosi e Monitoraggio (oltre 1,4 miliardi di Euro, circa il 24% del totale), Nuovi farmaci e terapie (quasi 920 milioni di Euro, 15,6% del totale) sono le due aree che hanno mobilitato il maggior numero di risorse finanziarie. L area Medicina rigenerativa e terapie avanzate ha il costo totale medio più elevato, superiore agli 8 milioni di Euro. Concentrandosi sulle aree più rilevanti dal punto di vista finanziario, si può osservare come: Per l area Diagnosi, Prognosi e Monitoraggio, la quota maggiore delle risorse è relativa alle ricerche per l identificazione di nuovi bio-marcatori diagnostici/prognostici (oltre 790 milioni di Euro). Nell area Nuovi Farmaci e Terapie, la quota maggiore (36,1%, oltre 330 milioni di Euro) è per la realizzazione di studi preclinici per nuovi farmaci e terapie. Per l area Addressing knowledge gap: aetiological - epidemological analysis, il grosso delle risorse (oltre 620 milioni di Euro) è relativo alle ricerche finalizzate ad accrescere la conoscenza dei processi biologici importanti per la salute umana e per la comprensione di specifiche malattie. Un ulteriore classificazione dei progetti considera la disciplina medica o settore in cui si ha l applicazione dei risultati della ricerca. Questa elaborazione mette in luce le tre discipline su cui si indirizza il grosso degli investimenti comunitari (circa il 47% del totale risorse): Immunologia e Malattie Infettive (167 progetti per oltre un miliardo di Euro), Malattie neurologiche, neurodegenerative e psichiatriche (150 progetti per oltre 880 milioni di Euro) e Ricerca sul cancro (128 progetti per circa 800 milioni di Euro). Figura 20 - VII PQ: disciplina medica o settore di applicazione 175

176 Figura 21 - Partecipazioni, progetti e risorse per ambito scientifico-tecnologico SCIENZE DELLA VITA (FP7 HEALTH, FP7 NMP, FP7 SME, FP7 ICT) PARTECIPAZIONI PROGETTI RISORSE NEW PHARMACEUTICAL COMPOUNDS AND THERAPIES ,0% ,6% ,0 15,6% Drug Discovery - Identification and validation of novel drug targets for specific diseases and related hit and lead candidate compounds ,4% 16 12,5% ,0 9,7% Innovative drug delivery systems ,2% 20 15,6% ,0 17,4% Innovative methods for toxicology analysis and efficient and predictive experimental models for risk-analysis ,1% 27 21,1% ,0 15,8% New vaccines, drugs and therapies - Preclinical Studies ,3% 44 34,4% ,0 36,1% Clinical trials for new drugs and new therapeutic interventions ,0% 21 16,4% ,0 21,1% REGENERATIVE MEDICINE AND ADVANCED THERAPIES 788 7,1% 67 6,6% ,0 9,2% New methods and tools for the isolation, characterization, proliferation and expansion of cell cultures ,2% 17 25,4% ,0 14,8% Regenerative and cell therapies - Preclinical Protocols ,0% 24 35,8% ,0 38,8% Preclinical Protocols for Gene Therapies 89 11,3% 7 10,4% ,0 8,1% Clinical experimental protocols of regenerative medicine and cell therapy products (including gene therapies) ,6% 19 28,4% ,0 38,3% DETECTION, DIAGNOSIS AND MONITORING ,4% ,2% ,0 24,3% Integrated approaches (system biology, functional OMICs) to identify new diagnostic / prognostic biomarkers ,6% ,3% ,0 55,2% Novel optical methodologies for detection, diagnosis and monitoring of disease or disease-related processes ,4% 53 25,9% ,0 23,7% Highly-sensitive, simple, robust, automated and inexpensive point-of-care systems and platforms for early diagnostic test ,0% 51 24,9% ,0 21,1% ADDRESSING KNOWLEDGE GAP: FUNDAMENTAL BIOLOGY PROCESSES - EPIDEMOLOGICAL ANALYSIS ,6% ,2% ,0 15,7% Multidisciplinary OMICs and molecular biology approaches to study basic biological processes relevant to health and diseases ,3% 76 61,3% ,0 67,3% Epidemiological and physiological studies to predict, identify, model and monitor infectious diseases and pathogens ,7% 48 38,7% ,0 32,7% IMPROVE EFFECTIVENESS AND SAFTEY OF TREATMENTS AND THERAPEUTIC INTERVENTIONS ,6% ,3% ,0 13,6% New predictive approches based on an individual's genetic make-up towards personalised therapies (pharmacogenomics) ,1% 26 22,6% ,0 22,5% Clinical and observational studies based on multidisciplinary approaches and data-gathering ,3% 34 29,6% ,0 32,4% Bioinformatics and computational models ,7% 40 34,8% ,0 33,7% Adapting off-patent medicines to the specific needs of children, investigator-driven clinical trials towards Pediatric Use Marketing Authorisation ,9% 15 13,0% ,0 11,4% BIOTECHNOLOGY, TOOLS AND BIOMEDICAL DEVICES ,5% ,8% ,0 9,4% Tools and technologies for high-throughput research ,6% 33 23,6% ,0 30,3% Advanced materials, coatings and bio-nano technologies for mechanical and biological prosthesis, orthoses and other implantable devices ,0% 40 28,6% ,0 32,0% Advanced materials, facilities and products for healthcare applications and new medical devices ,2% 58 41,4% ,0 33,2% Nanotechnology, manufacturing processes and new equipments for pharmaceutical and chemical production 105 8,2% 9 6,4% ,0 4,5% OTHER RESEARCH TOPICS ,9% ,4% ,0 12,3% Research coordination and networking initiatives in health systems ,2% 46 19,3% ,0 15,9% Studies and initiatives to optimise the health-care delivery ,3% 38 16,0% ,0 15,9% International cooperation and research in public health and health systems ,8% 52 21,8% ,0 20,6% Common initiatives to promote healthy behaviors and prevention/management strategies ,7% 29 12,2% ,0 13,4% Communicate and disseminate information on EU-funded research and on relevant issues in Life Sciences and Medical Biotechnology 127 5,4% 23 9,7% ,0 3,6% Impact assessment on health research of EU and international legislation/programmes 133 5,7% 17 7,1% ,0 6,0% E-HEALTH - innovative systems to collect, harmonise and share data; Telemedicine ,8% 33 13,9% ,0 24,6% TOTALE COMPLESSIVO % % ,0 100% 176

177 AGE-RELATED DISEASES AND LONGEVITY BIOTECHNOLOGY, TOOLS AND TECHNOLOGIES BONE AND MUSCOLO- SKELETAL DISEASES NEUROLOGICAL, NEURODEGENERATIVE AND PSYCHIATRIC DISEASES CARDIOVASCULAR DISEASES (CVD) GENETIC DISEASES IMMUNITY AND INFECTIONS METABOLIC DISEASES; OBESITY-RELATED DISEASES ONCOLOGY RESEARCH OTHER CHRONIC DISEASES OMICS RESEARCH PUBLIC HEALTH NEW PHARMACEUTICAL COMPOUNDS AND THERAPIES REGENERATIVE MEDICINE AND ADVANCED THERAPIES DETECTION, DIAGNOSIS AND MONITORING AETIOLOGICAL - EPIDEMOLOGICAL ANALYSIS EFFECTIVENESS AND SAFTEY OF TREATMENTS AND THERAPIES BIOTECHNOLOGY, TOOLS AND BIOMEDICAL DEVICES OTHER RESEARCH TOPICS TOTAL Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R Il distacco delle organizzazioni emiliane, e nel complesso dei soggetti nazionali, è più evidente se si considerano i risultati dei principali best performers europei. La tavola sintetizza i risultati delle analisi. La performance delle dieci migliori organizzazioni è riportata per ciascuna delle aree di ricerca prioritarie dello scenario di riferimento e per ciascuna disciplina medica o settore di applicazione dei risultati della ricerca. Il range delle partecipazioni varia dai 170 progetti dell INSERM (di cui circa il 20% come coordinatore) ai 65 dell Università olandese di Leiden. Tabella 23 - I primi 10 Best Performers europei: partecipazioni per ambito di ricerca BEST PERFORMER INSERM KAROLINSKA INSTITUTET UNIVERSITY COLLEGE LONDON CNRS UNIVERSITY OF OXFORD MAX PLANCK E.V UNIVERSITY OF CAMBRIDGE KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN ERASMUS UNIVERSITEIT ROTTERDAM UNIVERSITEIT LEIDEN Tabella 24 I primi 10 Best Performers europei: partecipazioni per disciplina BEST PERFORMER INSERM KAROLINSKA INSTITUTET UNIVERSITY COLLEGE LONDON CNRS UNIVERSITY OF OXFORD MAX PLANCK E.V UNIVERSITY OF CAMBRIDGE KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN ERASMUS UNIVERSITEIT ROTTERDAM UNIVERSITEIT LEIDEN

178 Bioingegneria e Biotecnologie Biologia Cellulare e dello Sviluppo Diagnostica e Approcci Terapeutici Genetica e genomica Materiali avanzati Biochimica, Biologia Molecolare e Strutturale Malattie Infettive e del Sistema Immunitario Neuroscienze Fisiologia e Fisiopatologia Scienze Psicologiche e Psichiatriche TOTALE Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R L Italia non ha alcun rappresentante tra i primi 30 best performers. I primi due istituti italiani sono il CNR (con 40 partecipazioni e 12 progetti coordinati) e l Istituto Superiore della Sanità (con 31 partecipazioni e nessun progetto coordinato). La prima università italiana è l Università di Padova. Tabella 25 - Le prime 10 organizzazioni italiane PARTECIPAZIONI PROGETTI RISORSE CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE ,0 ISTITUTO SUPERIORE DI SANITÀ ,0 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA ,0 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO ,0 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO ,0 FONDAZIONE CENTRO SAN RAFFAELE DEL MONTE TABOR ,0 ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA ,0 ISTITUTO DI RICERCHE FARMACOLOGICHE MARIO NEGRI ,0 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI SIENA ,0 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA ,0 Infine si pone l attenzione sui numerosi progetti del programma Ideas (943 per oltre un miliardo e mezzo di Euro) presentati dai giovani ricercatori delle università e altri istituti di ricerca europei, non considerati nell analisi precedente per la loro poca attinenza con le attività di ricerca industriale. La tavola successiva propone gli istituti per progetti finanziati (in numero maggiore di 20), classificati in relazione agli ambiti scientifico-tecnologici di riferimento. Tabella 26 - Programma Ideas-ERC: i migliori istituti BEST PERFORMER CNRS INSERM MAX PLANCK E.V UNIVERSITY OF CAMBRIDGE UNIVERSITY COLLEGE LONDON THE HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM KAROLINSKA INSTITUTET IMPERIAL COLLEGE WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE

179 Anche se con posizioni diverse, la classifica dei best performers ripropone gli stessi istituti della tavola precedente, fatta eccezione per la presenza delle due università israeliane. In questo ambito si ha ancor più percezione del ritardo nella capacità delle università e istituti italiani di produrre ricerca di base di eccellenza e dell atavica difficoltà dei ricercatori nazionali a integrare la ricerca con l attività clinica. Ne è esempio l Università della Sapienza di Roma, la più grande in Europa e una delle prime in termini di pubblicazioni scientifiche in ambito medico, che tuttavia presenta sul programma Ideas un unico progetto. Per rendere un idea, il CNRS ha coordinato ben 40 progetti per oltre 62 milioni di Euro, ricevendo più di 15 milioni di finanziamento all anno in quattro anni; il CNR Italiano ha un unico progetto inferiore al milione di Euro. Nessun ricercatore delle università e dei centri di ricerca dell Emilia-Romagna ha ottenuto finanziamenti su questo programma. Per l Italia il ritardo maggiore rispetto alle grandi nazioni del Centro-Nord dell Europa è proprio riconducibile a questo programma. Alla luce della posizione nella ricerca medicale europea, la University College of London è stata selezionata come specifico Best Performer su cui realizzare uno studio di caso i cui risultati principali saranno discussi nei capitoli successivi. 4.5 Analisi comparata: the University College of London La UCL è attualmente una delle università più grandi del Regno Unito, organizzata in 8 facoltà, 72 dipartimenti e con 27,000 fra studenti, ricercatori e docenti. È uno dei più importanti centri di ricerca biomedica; è parte di tre dei dodici Biomedical Centres fondati dal National Health Service in Inghilterra ed è fondatrice del gruppo UCL Partners, il più grande Academic Health Science Centre in Europa. La School of Life and Medical Science (SLM) è strutturata in quattro Facoltà: Scienze Biologiche, Scienze Mediche, Scienze del Cervello e Scienze della Salute della Popolazione. Ha un fatturato totale di circa 500 milioni di sterline, di cui 200 milioni per la ricerca, previsto un aumento nei prossimi anni. Il 42% del fatturato è ottenuto da trasferimenti pubblici ordinari, da altri fondi di ricerca pubblici (gare d'appalto competitive, progetti cofinanziati, ecc.) e da contratti di servizio o di progetto con altri istituti pubblici di ricerca. La quota più alta è ottenuta attraverso l erogazione di servizi e la realizzazione di progetti con le imprese, contando anche la gestione delle licenze brevettuali. La SLM copre il 54% delle entrate complessive della University College of London e occupa il 61% del personale di ricerca accademico (novembre 2012). Gli ambiti scientifico/tecnologici di maggiore specializzazione sono: 179

180 Good Manufacturing Products (GMP), con particolare riferimento alla produzione di vettori virali e prodotti di terapia cellulare. Neuroscienze: applicazioni di Functional Magnetic Resonance Imaging (FMRA Imaging). Nanotecnologie Drug Discovery Genomica e proteomica. L approccio alla ricerca della UCL, in qualsiasi ambito, ha tre caratteristiche importanti: Multidisciplinarietà ed integrazione delle ricerche sia all interno dell università, sia all esterno con altri istituti e partner privati. Approccio fortemente traslazionale (programmi a 1-2 anni) Ricerche per applicazioni su larga scala e non patient-specific, in grado di portare benefici al numero più alto di pazienti. La School of Life and Medical Science definisce così reti di ricerca trasversali tra i dipartimenti delle quattro facoltà universitarie ( Life Sciences, Medical Sciences, Brain Sciences e Population Health Sciences ) con l ulteriore coinvolgimento di partner esterni. Nove sono i gruppi di lavoro individuati: 1) Basic Life Science, specializzato in biologia molecolare e cellulare. Il gruppo di lavoro racchiude competenze in diverse aree, quali biologia strutturale e dello sviluppo, genetica, farmacologia, neuroscienze. 2) Cancer, i cui principali ambiti di analisi e ricerca riguardano: biologia della cellula tumorale; funzioni dei pathways molecolari coinvolti nelle diverse tipologie di cancro; anomalie genetiche ed epigenetiche; markers genetici predittivi dell'esito e della risposta terapeutica; modelli tumorali sperimentali; terapie geniche e cellulari. 3) Cardiometabolic Science che svolge ricerca di laboratorio e sperimentale su diverse tematiche: obesità, diabete, sindrome metabolica, fisiologia e malattie cardiovascolari, microangiopatie. 4) Experimental Medicine, che si occupa di ricerca traslazionale con l obiettivo di promuovere l'innovazione nella diagnostica medica e di sviluppare nuovi approcci terapeutici partendo dai risultati delle ricerche svolte in ambito accademico. Il gruppo di lavoro affianca i ricercatori nel delicato passaggio dal laboratorio alla sperimentazione, offrendo sostegno in ambito normativo e nella definizione di accordi di collaborazione con il sistema industriale. 180

181 5) Infection, Immunology and Inflammation, che svolge attività clinica e sperimentale su un ampio ventaglio di attività: dalla ricerca di base dei meccanismi molecolari che regolano la risposta immunitaria alla definizione di nuovi approcci terapeutici per le malattie croniche e acute a maggiore morbilità e mortalità. 6) Population Health, che svolge attività di ricerca finalizzata alla comprensione dei fattori (biologici, comportamentali, genetici, e socio-economici) che determinano la salute e la malattia nelle popolazioni (in relazione a diverse patologie) e alla valutazione degli impatti di servizi ed interventi sanitari volti al miglioramento della salute e del benessere dei cittadini. 7) Neuroscience, che svolge ricerche sul funzionamento del sistema nervoso e del cervello umano (neuroimaging) per la definizione di nuovi strumenti diagnostici e di nuovi approcci terapeutici per il trattamento dei disturbi neurologici e psichiatrici. 8) Reproduction and Development, che svolge ricerca di base e clinica in biologia dello sviluppo, difetti congeniti e principali malattie di organi e tessuti in fase neonatale e adolescenziale. Le attività riguardano una vasta area che copre la fecondazione, l'impianto, l embriogenesi, lo sviluppo fetale e neonatale e lo studio delle interezioni in fase prenatale. 9) Frontier Disciplines, che svolge attività di ricerca per la definizione di nuove applicazioni e tecnologie nelle aree di maggiore innovatività, quali cellule staminali e medicina rigenerativa, terapie geniche, terapie personalizzate, nan-omedicina, farmacogenomica. Questi gruppi operano in stretta coerenza con la Strategia di Ricerca definita dall Università (UCL Research Strategy) che si caratterizza per il suo carattere fortemente multi-disciplinare. La strategia favorisce l integrazione delle attività accademiche delle otto facoltà universitarie 13 su specifici temi di ricerca in risposta a quattro grandi sfide (Global Challenges): I. Global Health II. III. IV. Sustainable Cities Intercultural Interaction Human Wellbeing 13 Faculty of Arts and Humanities; Faculty of Biomedical Sciences; Faculty of the Built Environment; Faculty of Engineering Sciences; Faculty of Laws: Faculty of Life Sciences; Faculty of Mathematical and Physical Sciences; Faculty of Social and Historical Sciences 181

182 Le tematiche che interessano il settore Scienze della Vita sono: > AGEING & WELLBEING ricerca finalizzata alla comprensione dei meccanismi dell invecchiamento, attraverso l analisi dei disturbi legati all età e dei fattori biologici, psicosociali, ambientali ed economici che determinano un invecchiamento in salute. > BIOMEDICAL IMAGING - ricerca di base ed applicata per una vasta gamma di tecnologie e applicazioni di imaging (neuroimaging, medical-imaging computing, imaging cellulare e molecolare, medicina nucleare, non-neurological medical imaging, imaging preclinica). > BIOPROCESSING ricerca finalizzata all innovazione dei processi per la produzione di farmaci biotech, all individuazione di nuove tecnologie nel drug design per la progettazione avanzata di small molecules e composti chimici, alla comprensione dei fattori che regolano la proliferazione e la differenziazione controllata di cellule umane per la medicina rigenerativa. > CANCER ricerca finalizzata allo sviluppo di nuovi strumenti e metodologie di diagnosi e monitoraggio e di nuovi approcci terapeutici per le diverse tipologie di cancro. Grossa enfasi è posta sulla ricerca traslazionale e sull integrazione tra attività accademiche e pratica clinica. > CARDIOVASCULAR MEDICINE ricerca finalizzata ad accrescere la comprensione dei disturbi cardiovascolari ed analizzare i fattori biologici e genetici che determinano il rischio di malattia, per la definizione di approcci diagnostici, trattamenti e terapie di medicina personalizzata. > CELL & MOLECULAR BIOLOGY ricerca finalizzata ad un ampio spettro di applicazioni: approcci di system biology, system medicine e synthetic biology per l analisi dei principi e meccanismi alla base dei processi vitali e traduzione di questa conoscenza in nuove terapie e metodi di prevenzione; analisi e metodologie per la maggiore comprensione dei meccanismi molecolari alla base del comportamento delle cellule rilevanti per determinate malattie; analisi e metodologie per una maggiore comprensione della proprietà e dei meccanismi delle cellule staminali, e dei principali fattori che ne controllano proliferazione e differenziazione, verso nuove applicazioni di medicina innovativa e nuove metodologie di screening. > CHILDREN S & WOMEN S HEALTH ricerca finalizzata alla comprensione dei fattori biologici e genetici, e delle determinanti ambientali e sociali legate alla malattia, salute e benessere durante l'infanzia e la vita adulta, al fine di migliorare la base scientifica per la definizione di nuove strategie di prevenzione, diagnosi e trattamento delle principali malattie che affliggono i bambini e le donne. > COMMUNICATION, LANGUAGE & HEARING - ricerca interdisciplinare sul linguaggio e la comunicazione umana, al fine di comprenderne meglio i meccanismi e curarne i disturbi che compaiono nel corso della vita attraverso più efficaci servizi clinici e sanitari. La tematica abbraccia una vasta gamma di discipline, dalle scienze umane e sociali, all ingegneria e medicina. 182

183 > COMPUTATIONAL SCIENCE & DIGITAL SYSTEMS ricerca finalizzata alla progettazione di metodologie computer-based per applicazioni in campo medico (bioinformatica, biologia computazionale, screening molecolare, tecniche di imaging, medicina personalizzata, ecc.). > EXPERIMENTAL & SYSTEMS MEDICINE - ricerca finalizzata allo sviluppo di nuove soluzioni e tecnologie per la diagnosi, la gestione, il monitoraggio e il trattamento, attraverso approcci omici innovativi all epigenetica, di imaging funzionale e di modellazione. > GENETICS & EPIGENETICS - ricerca finalizzata alla spiegazione dei principi fondamentali dell espressione dei geni, per la definizione di nuove o migliorate terapie, diagnosi e profilassi. Tra i principali topic di ricerca, la definizione di nuove tecnologie di bioinformatica e biostatistica per indagini genetiche, di innovative analisi di farmacogenomica e di nuovi approcci integrati di proteomica, genomica e system biology. > NANOTECHNOLOGY - ricerca finalizzata all applicazione delle nanotecnologie per la produzione di biomateriali, device biomedicali e prodotti per la tissue engineering. La tematica si caratterizza per una forte interdisciplinarietà delle competenze necessarie (scienze dei materiali, ICT, ingegneria, medicina). > NEUROSCIENCE - questo tema comprende un ampio spettro di attività di ricerca sia di base che clinica. La finalità è una maggiore comprensione dei meccanismi di funzionamento del cervello e del sistema nervoso da tradurre in interventi diagnostici e terapeutici più efficaci in relazione alle principali malattie neurologiche e psichiatriche. Indipendentemente dalla tematica, le attività di ricerca dell UCL hanno un elevato focus sulla medicina sperimentale e traslazionale. Il budget interno per la ricerca è totalmente assegnato a questi obiettivi. Inoltre lo stesso Medical Research Council (l'agenzia governativa responsabile del coordinamento e del finanziamento pubblico della ricerca medica nel Regno Unito) e la Wellcome Trust (una delle più grandi fondazioni private al mondo per il sostegno alla ricerca scientifica in campo medico) sono fortemente orientate su questo approccio. Sostengono entrambe il processo che porta alla sperimentazione clinica delle ricerche delle università, con quest ultime che conservano la proprietà intellettuale sui risultati (prodotti, nuovi approcci terapeutici e diagnostici, ecc.) raggiunti. A questo fine all interno dell University College of London è stato recentemente istituito il Translational Research Office TRO. Questa unità ha l obiettivo di migliorare la cultura traslazionale del personale accademico per facilitare il passaggio della ricerca di base alla clinica. Svolge un ruolo di raccordo con i ricercatori per identificare le ricerche a maggiore potenziale applicativo e di consulenza per l impostazione dei progetti di sperimentazione preclinica e trial clinici. Si occupa anche di reperire le risorse finanziarie necessarie, sia all interno dell ateneo che da investitori esterni pubblici e privati (tra cui MRC, Wellcome Trust, CRUCK - Cancer Research UK, e NIHR National Institute for Health Research). Lo stesso TRO gestisce direttamente due fondi per la ricerca traslazionale: lo UCL Therapeutic Innovation Fund e il Confidence 183

184 in Concept Scheme finanziato dal Medical Research Council per il sostegno alla fase di progettazione preliminare di un programma traslazionale. 4.6 Comparazione tecnologica La tavola che segue fornisce una griglia di confronto tra il Best Performer e i laboratori della Rete rispetto alle aree prioritarie di ricerca e agli ambiti tecnologici chiave identificati e descritti all inizio dell analisi. Per ciascun ambito tecnologico si riporta nella seconda colonna il peso rispetto al costo totale dei progetti del VII Programma Quadro riferibili al settore Scienze della Vita. La quota sta ad indicare l importanza delle ricerche scientifico/tecnologiche condotte a livello europeo nel periodo Nella terza colonna è indicata la rilevanza attribuita a ciascuna tecnologia da parte del Best Performer e quindi la loro centralità nelle strategie future dell istituto (su un orizzonte di tempo di 5 anni). Questo giudizio è estratto dal caso studio ed è stato ricostruito sulla base della documentazione disponibile e dei dati raccolti per mezzo delle interviste ai research manager della University College di Londra. Le colonne successive forniscono informazioni sulla copertura di ciascun ambito tecnologico da parte dei laboratori della Rete, e, in particolare, sulla rilevanza che ciascuna area di ricerca ha nella strategica di crescita di medio periodo così come indicata dai laboratori stessi nei questionari raccolti durante la prima fase di lavoro (ove l informazione è disponibile). In sintesi, dall incrocio di queste informazioni si ricava: Una valutazione generale dell attuale grado di copertura degli ambiti tecnologici più importanti nella ricerca medica da parte dei laboratori, finalizzata a far emergere i punti di forza della Rete dell Emilia- Romagna nonché i gap e le potenziali opportunità da cogliere. Un giudizio sul grado di coerenza/allineamento tra le strategie future del Best Performer e quelle della Rete, per fornire indicazioni sulle direzioni più promettenti di sviluppo e investimento da seguire nei prossimi anni. Le attività dei laboratori della piattaforma Scienze della Vita si concentrano su quattro delle sei aree considerate. Fanno eccezione le aree di ricerca Processi Biologici e studi epidemiologici e Medicina personalizzata Trattamenti e interventi terapeutici che si caratterizzano per un approccio alla ricerca fortemente multidisciplinare, integrato alla pratica e all osservazione clinica e con una forte componente di ricerca di base. Per questi motivi, queste due aree non sono presidiate dai laboratori emiliani, la cui mission principale è quella di condurre attività di ricerca industriale o comunque finalizzata alla definizione di prodotti, tecnologie e metodologie a più alto grado di applicazione in ambito medico. 184

185 LTTA CMR BIO- PH CIM COMT CIRI SdV RIT IOR Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R % VII PQ Giudizio BF NUOVI FARMACI E TERAPIE 21,0% Drug Discovery - nuovi target farmaceutici e/o terapeutici e relativi hit and lead compounds X X Innovativi sistemi di drug delivery X X Studi tossicologici e nuovi metodi di valutazione del rischio Medicina Traslazionale - Studi Preclinici e Trial Clinici. A X X MEDICINA RIGENERATIVA E TERAPIE AVANZATE 12,4% Nuovi metodi e strumenti per l isolamento, la caratterizzazione, proliferazione e espansione delle colture cellulari Terapie cellulari e Medicina Rigenerativa Protocolli Preclinici MA Terapie geniche Protocolli Preclinici Medicina Traslazionale - Protocolli clinici per prodotti di terapia cellulare, inclusa terapia genica DIAGNOSI, PROGNOSI E MONITORAGGIO 26,3% Nuovi biomarkers diagnostici/prognostici e nuovi target terapeutici A X Metodologie e tecnologie di imaging per la diagnosi e il monitoraggio MA X Nuovi sistemi di Point of Care e piattaforme tecnologiche per la diagnostica veloce MA PROCESSI BIOLOGICI E STUDI EPIDEMIOLOGICI 19,9% Studi epidemiologici e fisiologici per malattie infettive e relativi agenti patogeni MA Nuovi approcci multidisciplinari per lo studio e la comprensione dei processi biologici rilevanti A MEDICINA PERSONALIZZATA - TRATTAMENTI E INTERVENTI TERAPEUTICI 12,0% Approcci e modelli per approcci terapeutici personalizzati (farmacogenomica) X Studi clinici e osservazionali per la valutazione di terapie e farmaci su specifici target di pazienti MA Bioinformatica e modelli computazionali MA Sperimentazioni cliniche pediatriche con approcci di farmaco-cinetica e farmaco-genetica BIOTECNOLOGIE, STRUMENTI E DISPOSITIVI BIOMEDICI 8,5% Nuove metodologie e tecnologie di High-Throughput Screening (HTS) Materiali avanzati, bio e nanotecnologie per protesi, ortesi e altri dispositivi impiantabili Nuovi materiali, strumenti e prodotti per applicazioni healthcare e nuovi devices medici Nanotecnologie, biotecnologie, macchinari, processi produttivi per l industria chimica e farmaceutica X Sistemi di E-Health e Telemedicina Ambito in cui in cui si concentreranno gli investimenti in risorse umane e strumentali del best performer Rilevanza stabile: ambito tecnologico che continuerà a essere presidiato nei prossimi anni e in cui si continua a operare ma non considerato in crescita Rilevanza crescente: ambito tecnologico di punta nella strategia competitiva dei prossimi 5 anni X Ambito di specializzazione del laboratorio ma assenza di informazioni di dettaglio sulle prospettive di crescita e sulla rilevanza futura delle tecnologie 185

186 Un importante concentrazione è osservabile nell area di ricerca Medicina Rigenerativa e Terapie Avanzate, una delle aree a crescita rapida e rilevanza crescente. In questo settore le competenze presenti nei laboratori sono di alto livello e vanno ulteriormente potenziate, in assenza di una domanda di innovazione da parte delle imprese locali, rafforzando la capacità di partecipare alle reti di ricerca e di competere sui mercati internazionali. Di seguito, per ciascun area prioritaria di ricerca, si riporta una sintesi delle principali sfide, del grado di importanza assegnato dal best performer e delle strategie tecnologiche ipotizzate dai laboratori della Rete Alta Tecnologia. NUOVI FARMACI E TERAPIE Lo sviluppo delle nuove tecnologie (biotecnologie, nanotecnologie) ha comportato una vera e propria rivoluzione in termini di assetti e mercati, di domanda e offerta di ricerca e innovazione. Le applicazioni sono numerose e importanti e riguardano tutte le attività del processo di definizione di un nuovo farmaco, dal drug discovery (ad esempio le innovative tecniche di screening) al drug delivery (con le nuove soluzioni per il rilascio controllato e sito-specifico del farmaco), alla predisposizione di nuove metodologie e modelli per la medicina traslazionale. L utilizzo combinato di queste innovative tecnologie apre la strada quindi a numerose possibili applicazioni. La sfida principale è garantire la trasferibilità delle soluzioni individuate in ambito clinico e industriale, creando un interfaccia tra ricerca, sperimentazione preclinica e pratica clinica, e promuovendone la produzione su larga scala e la loro riproducibilità. Per queste ragioni, nuovi farmaci e terapie è una delle aree di ricerca del VII PQ che ha mobilitato il maggior numero di risorse, oltre 917 milioni di Euro. La quota più alta (36,1% delle risorse totali, oltre 330 milioni di Euro) è per progetti di medicina traslazionale, studi preclinici e trial clinici. La medicina traslazionale richiede la collaborazione e l integrazione tra le competenze e le attività del settore accademico, clinico e farmaceutico e deve tenere in conto la veloce evoluzione delle tecnologie e il crescente interesse verso terapie molecolari e personalizzate. Queste terapie richiedono modelli sperimentali e approcci innovativi nelle diverse fasi, sempre più integrate, di sviluppo di un nuovo farmaco o di una nuova terapia. Pur riconoscendo alla medicina traslazionale un importanza elevata, questa area è considerata a crescita stabile dall University College of London se confrontata con altri ambiti a maggior potenziale di sviluppo (ad esempio le terapie avanzate ). Tra le linee indicate, l UCL intende investire risorse nei prossimi anni per la realizzazione di progetti integrati di ricerca per la prevenzione, la diagnosi e il trattamento delle malattie rare. 186

187 Quattro laboratori della Piattaforma regionale considerano questo ambito un opportunità per nuove collaborazioni di ricerca industriale, e quindi punto centrale della strategia di crescita di medio periodo. In particolare: > Il CIRI BOLOGNA investe nel settore della ricerca preclinica. Considera prioritario lo sviluppo di nuovi metodi di screening funzionali ad alta resa, per l identificazione di nuovi bersagli terapeutici di malattie degenerative del sistema nervoso o lo sviluppo di nuovi farmaci biologici. Alle tecnologie innovative per il drug discovery, affianca le ricerche per nuovi modelli animali per malattie complesse da utilizzare in fase preclinica per lo screening e la validazione di nuovi farmaci. > Il CIM di Parma considera prioritario lo sviluppo di tecnologie e metodologie per l identificazione e la caratterizzazione di nuove entità molecolari di potenziale interesse biologico-farmacologico (caratterizzazione di nuove entità molecolari attraverso NMR e studio dell interazione proteina-inibitore attraverso MS-TOF). Queste linee di ricerca sono coerenti rispetto a un ipotesi di scenario che vedrà nei prossimi 10 anni un importante riconfigurazione nell organizzazione dei processi di produzione, con la transizione da un modello centralizzato attorno a poche big pharma a un diffuso outsourcing delle attività di discovery preclinica. > Il laboratorio LTTA di Ferrara investe nella ricerca di nuovi approcci terapeutici per le patologie cardiovascolari, metaboliche, neoplastiche e neurodegenerative; in particolare, per lo sviluppo e l impiego di nuovi modelli cellulari e animali e per la predisposizione di nuovi servizi di screening funzionale alla verifica delle caratteristiche di efficacia e tossicità dei farmaci di nuova generazione e dei loro effetti sui molteplici parametri cellulari e/o tissutali. L approccio, fortemente integrato, considera lo sviluppo di nuove tecnologie di imaging cellulare, citometria/cell sorting e di metodologie innovative per analisi avanzate genomiche/postgenomiche. > Nonostante non sia il suo core business, il dipartimento RIT dell Istituto Ortopedico Rizzoli indirizza una parte delle sue ricerche al campo farmacologico. Il laboratorio Prometeo investe nella produzione di nuovi farmaci biotecnologici (anticorpi murini per uso terapeutico) e nella definizione di tecniche computer-based per l analisi di biomeccanica e biocompatibilità di materiali per carrier cellulari o farmacologici; il laboratorio Bitta considera strategiche le ricerche per la definizione di nuovi modelli animali (topi con silenziamenti genici inducibili) da utilizzare per l identificazione di target molecolari nella produzione di farmaci. > Il laboratorio Biopharmanet-Tech di Parma considera prioritaria la ricerca di nuovi farmaci, medicinali, cosmetici e nutrizionali. Gli investimenti abbracciano tutte le varie fasi di produzione, dal drug discovery al drug development, dal drug delivery alla definizione di nuove metodologie per l analisi della qualità dei medicinali. 187

188 MEDICINA RIGENERATIVA E TERAPIE AVANZATE Le terapie con trasferimento genico e cellulare sono aree complesse e in forte sviluppo che possono condurre a una moltitudine di prodotti di uso clinico. La loro implementazione nella pratica è tuttavia ostacolata da molti fattori, quali la sicurezza, la difficile applicazione su larga scala, la bassa riproducibilità e l elevato costo dei processi di produzione. Le condizioni operative conformi alla normativa GMP comportano costi particolarmente elevati e tempi lunghi per il passaggio dalla sperimentazione alla clinica. Tutti questi aspetti rendono lo sviluppo di un prodotto di terapia avanzata poco sostenibile, soprattutto quando si indirizza a patologie con un basso numero di pazienti e quindi ha indicazioni terapeutiche di scarso interesse industriale, oppure quando è esclusivamente a carico di organizzazioni pubbliche (università, ospedali, ecc.). I prodotti per terapie avanzate sono riconosciuti a tutti gli effetti come prodotti medicinali e pertanto sono regolamentati dalla stessa legislazione dei farmaci per uso umano. Tuttavia, le prove precliniche tradizionali non sono sempre né applicabili né molto predittive per il successivo impiego sull uomo. Lo sviluppo di questi prodotti presenta d altra parte problematiche differenti da quelle dei farmaci derivati da sintesi chimica. Spesso si ha la necessità di adottare un approccio personalizzato al singolo progetto, difficilmente riconducibile a schemi precostituiti. Inoltre, vi è ancora incertezza, date le differenze anatomiche, fisiologiche e immunologiche, sull efficacia dei modelli animali per la sperimentazione preclinica. Nonostante ciò, negli ultimi anni si è assistito a un costante aumento delle richieste per studi clinici di fase I e II, il cui numero crescerà sensibilmente in futuro. Questo trend testimonia un alto interesse del mondo scientifico e industriale per lo sviluppo delle terapie avanzate, soprattutto per la cura delle malattie genetiche o per applicazioni di medicina rigenerativa e ingegneria tissutale. Si può ipotizzare come, nei prossimi cinque anni, si darà inizio a molti trial clinici per l utilizzo delle cellule staminali nelle più svariate patologie; i primi prodotti commercialmente disponibili potrebbero essere così approvati dalle autorità competenti non prima di 7-8 anni. Le terapie cellulari e geniche sono una delle aree di ricerca a più alto potenziale di crescita dove la University College of London intende indirizzare una grossa fetta degli investimenti dei prossimi anni. Già oggi il Centro universitario sulle Cellule Staminali e Medicina Rigenerativa riunisce molti gruppi di ricerca interni ai dipartimenti dell UCL e di partner esterni, tra cui il London Centre for Nanotechnology e il National Institute for Medical Research (NIMR). Le ricerche abbracciano tutti gli aspetti delle cellule staminali: l identificazione dei geni che ne determinano proprietà, funzioni e meccanismi di azione; l identificazione di cellule staminali endogene nell'embrione e nell'adulto; la definizione di condizioni di coltura efficaci per il loro isolamento e mantenimento; lo studio dei fattori che ne controllano le proprietà e la capacità di proliferazione e differenziazione; il loro utilizzo in applicazioni di organ and tissue engineering, per specifiche terapie cellulari o per applicazioni di drug 188

189 testing. Queste ricerche si caratterizzano per un profilo altamente multidisciplinare e incorporano sempre più aspetti e tecnologie che vanno al di là delle scienze mediche, tra cui ingegneria, nanotecnologie, matematica e scienze fisiche, informatica e bioinformatica, chimica. Particolare importanza hanno anche le terapie geniche. Le ricerche dell UCL si indirizzano verso prodotti di terapia genica "non paziente specifica" per un loro potenziale uso nelle affezioni più comuni (e non solo per malattie rare), che possano avere quindi un interesse terapeutico tale da attirare l attenzione del comparto industriale. A tal fine un obiettivo importante è proprio quello di garantire lo scale-up delle soluzioni, attraverso la definizione di medicinali di facile produzione e, al tempo stesso, dotati delle necessarie caratteristiche di efficacia e bio-stabilità. L area delle terapie avanzate è inoltre chiaramente indicata come priorità della politica di ricerca nazionale. Il Piano della Crescita redatto dal Department for Business Innovation and Skill considera le terapie cellulari e geniche come settore chiave per lo sviluppo futuro del sistema sanitario e dell industria. Il Piano prevede una serie di iniziative a sostegno della ricerca e della sperimentazione clinica. Tra queste, l istituzione del Cell Therapy Catapult Centre che si pone l obiettivo ambizioso di divenire leader mondiale nello sviluppo, applicazione e commercializzazione di prodotti di terapia cellulare. Medicina Rigenerativa e Terapie Avanzate è un area di ricerca di forte specializzazione della Piattaforma Regionale, dove si concentrano gli investimenti di medio-lungo periodo di molti laboratori. Nel dettaglio: > Il CIRI BOLOGNA considera prioritario lo sviluppo delle tecnologie di coltura cellulare in 3D e 4D per la produzione in vitro di tessuti e organi per terapie avanzate del sistema nervoso e cardiopolmonare. Gli investimenti riguardano la produzione di dispositivi/scaffolds per medicina rigenerativa personalizzata con cellule autologhe. A tal fine, indica come tecnologie prioritarie i biomateriali, i sistemi di eccitazione laser e le tecnologie di ripresa di segnali fluorescenti puntiformi, e i bioreattori per espansione cellulare da singolo paziente. Un altra linea prioritaria di ricerca è la progettazione di bioreattori equipaggiati con adeguata sensoristica che consentano la regolazione dei processi biologici e la riduzione al minimo della variabilità di processo e prodotto nell'ambito della tissue engineering. > Il CMR di Modena prevede nei prossimi anni grossi investimenti per lo sviluppo di nuovi approcci terapeutici (aggiuntivi a quelli attuali), mediante lo sviluppo di cellule staminali epiteliali per la ricostruzione di tessuti quali la mucosa uretrale e la mucosa orale, e l individuazione di terapie avanzate da applicare in casi di gravi perdite di tessuti, come nelle ulcere diabetiche, attraverso lo sviluppo di cellule staminali del tessuto connettivo. > Il laboratorio LTTA di Ferrara indica come ambito prioritario la ricerca di nuove terapie cellulari per patologie cardiovascolari, metaboliche, neoplastiche e neurodegenerative. In tale ambito rientrano non solo gli approcci di medicina rigenerativa (per la rigenerazione di tessuto specializzato in campo cardiovascolare e neurologico), ma anche l impiego di cellule a scopo terapeutico (per proprietà 189

190 intrinseche o come veicolo di composti). Gli investimenti si concentreranno sullo sviluppo e applicazione di nuovi metodi, strumenti e tecnologie per l isolamento, la caratterizzazione, la proliferazione e l espansione delle colture cellulari provenienti da vari tipi di tessuti umani e animali. Questi consentiranno processi di validazione preclinica più efficaci e lo sviluppo delle competenze del laboratorio per la ricerca industriale. > Il dipartimento RIT dell Istituto Ortopedico Rizzoli ha come principale ambito di ricerca l ingegnerizzazione dei costrutti per la medicina rigenerativa. In particolare, gli sforzi di ricerca dei prossimi anni si focalizzeranno sulla produzione di costrutti con caratteristiche biochimiche e biomeccaniche ideali, per applicazioni cliniche più sicure e sostenibili economicamente. Nel dettaglio: o Tecniche di imaging in vivo (a fluorescenza e bio-luminescenza) e tecniche spettroscopiche (microtomografia computerizzata) per la visualizzazione in vivo e 3D della risposta tissutale all impianto di biomateriali e scaffold ingegnerizzati. o Nuove metodologie per la produzione di tessuti umani ingegnerizzati e per la produzione di cellule mesenchimali derivate da tessuto adiposo e da midollo osseo (sistemi innovativi di assemblaggio tessuti-biomateriali, bioreattori innovativi per l espansione cellulare con gestione computerizzata delle colture, sistemi innovativi di estrazione cellulare dai tessuti ad alta automazione). o Sviluppo di modelli animali innovativi. o Sviluppo di prodotti di ingegneria tissutale per il trattamento dei difetti ossei e osteocondrali massivi con approccio nano-biotecnologico: nanomateriali per scaffolds magnetici e nuovi sistemi di drug delivery e di magnetic guiding. DIAGNOSI, PROGNOSI E MONITORAGGIO Lo studio dei meccanismi molecolari e cellulari alterati nelle diverse patologie consente di identificare importanti markers diagnostici e/o prognostici. Nei prossimi anni, lo sforzo di ricerca di imprese ed enti pubblici continuerà a concentrarsi sullo sviluppo di tecniche di imaging innovative a più alta qualità (con migliori caratteristiche, quali alta risoluzione, tempi brevi di analisi, specificità del segnale e basso rumore di fondo, scarsa invasività) per la caratterizzazione e il monitoraggio delle alterazioni a livello cellulare e dei meccanismi molecolari alla base di specifiche patologie (quali ad esempio le malattie tumorali e neurodegenerative) 14. Tecniche di imaging sempre più avanzate avranno un elevato impatto sociale, se 14 Le tecniche di imaging molecolare e cellulare hanno grosso impatto anche in altri ambiti clinici. Oltre a consentire la diagnostica precoce, queste tecniche possono essere utilizzate in risposta ad altri obiettivi: dall analisi dell espressione di specifiche molecole, al monitoraggio real-time del decorso delle malattie e degli eventuali effetti delle terapie, fino ad innovativi usi in ambito chirurgico. Le tecnologie di imaging possono giocare un ruolo importante nell identificazione di nuovi bersagli molecolari per lo sviluppo di approcci terapeutici innovativi. L utilizzo di innovativi modelli sperimentali, abbinati a tecniche all avanguardia (imaging cellulare, citometria/cell sorting, analisi genomiche e postgenomiche), possono, inoltre, consentire la predisposizione di servizi di screening funzionale. Questi sono 190

191 traslate in ambito clinico, sia in termini di lotta alle malattie più diffuse (cancro, malattie cardiovascolari e neurodegenerative), sia in termini economici per la riduzione delle spese sanitarie. L integrazione degli approcci omici, coadiuvati dall applicazione di strumenti e servizi di bioinformatica, con le tecnologie molecolari/cellulari consente di identificare differenze diagnostiche e prognostiche in campioni patologici, di determinare il profilo completo di espressione e di caratterizzare le mutazioni eventualmente indotte in risposta a specifiche terapie. La definizione di nuove tecnologie e metodologie per la diagnosi e il monitoraggio è un ulteriore ambito ad alta crescita potenziale dove l University College of London concentrerà investimenti dei prossimi anni. L importanza della ricerca per nuovi approcci diagnostici è confermata dal loro peso all interno della UCL Research Stratetgy, in ciascuna tematica e nella linea dedicata Biomedical Imaging. L approccio strategico in questo ambito prevede una stretta collaborazione con istituti ospedalieri e la realizzazione di progetti in partnership con organizzazioni industriali (quali l impresa leader Janssen UK). Tutte le ricerche saranno finalizzate all individuazione di tecnologie e metodologie che possano avere un immediata applicazione nella pratica clinica. > Il laboratorio LTTA di Ferrara intende sviluppare ulteriormente le tecnologie per analisi cellulari e molecolari in grado di identificare nuovi marcatori diagnostici o prognostici anche su campioni limitati e/o rari. Ulteriore sviluppo è previsto per l applicazione della tecnologia del DNA Microarray per esaminare l espressione simultanea di migliaia di geni o rilevare la presenza di sequenze genetiche di microorganismi patogeni (virus e batteri). L analisi dei profili di espressione genica, combinata all utilizzo di tecnologie di imaging accurate e approcci computazionali robusti (servizi di bioinformatica) saranno uno strumento molto potente e relativamente semplice per correlare condizioni fisiologiche e patologiche a profili distintivi di espressione genica, conosciuti come gene expression signatures. > Il CIRI BOLOGNA individua nella diagnostica una delle aree prioritarie della propria strategia di sviluppo. In particolare, ipotizzando un incremento delle tecnologie di analisi su scala genomica della regolazione dell'espressione genica, prevede investimenti per nuovi metodi in grado di accelerare il sequenziamento completo di un genoma o di un trascrittoma, per lo sviluppo di strumenti di bioinformatica, per lo sviluppo di tecnologie di screening cellulare ad alto rendimento e ad alto contenuto informativo (HCS), per lo sviluppo di tools modulari per recettori nucleari e orfani. > Anche se marginalmente rispetto al core business dell Istituto il dipartimento RIT considera investimenti nel campo della diagnostica attraverso il proprio laboratorio Prometeo. In particolare intende concentrare parte delle risorse per la produzione di anticorpi murini da utilizzare in approcci rivolti alle imprese interessate alla verifica degli effetti di farmaci di nuova generazione sui molteplici parametri cellulari e/o tissutali o alla valutazione della loro efficacia o tossicità. 191

192 diagnostici nelle neoplasie dell apparato muscolo-scheletrico. A tal fine prevede la realizzazione di una facility per le immunizzazioni in vivo e lo sviluppo di cellule ingegnerizzate (ibridomi) da cui produrre suddetti anticorpi. PROCESSI BIOLOGICI E STUDI EPIDEMIOLOGICI All interno del VII Programma Quadro, circa il 20% delle risorse è relativo a questo ambito di ricerca. In particolare due sono i filoni individuati: da un lato gli studi epidemiologici e fisiologici sulle malattie infettive e i relativi agenti patogeni, per la definizione di modelli e strategie di prevenzione e, soprattutto, per favorire l incremento delle conoscenze necessarie alla definizione di nuovi approcci diagnostici e terapeutici; dall altro gli studi per una maggiore comprensione dei processi biologici fondamentali che hanno rilevanza per la salute e le malattie umane. Le aree si caratterizzano per un approccio prevalentemente multidisciplinare, che vede sempre più l integrazione tra diverse discipline (omiche, medicina molecolare, system biology, bioinformatica, modellazione matematica, ecc.), e per una forte componente di ricerca di base. Per questi motivi, quest area non è presidiata dai laboratori della Rete, la cui mission principale è quella di condurre attività di ricerca industriale o comunque finalizzata alla definizione di prodotti, tecnologie e metodologie a più alto grado di applicazione in ambito medico. Per quanto riguarda il best performer, l istituto di Immunity and Infection dell UCL è uno dei più importanti in ambito accademico e con un elevata fama internazionale. Opera in un settore considerato ad alto potenziale di ricerca dove nei prossimi anni l università concentrerà parte degli investimenti in risorse umane e strumentali. Le attività presenti e future sono finalizzate allo sviluppo di metodologie e tecnologie per migliorare la comprensione della biologia di base degli agenti patogeni e del sistema immunitario dell uomo al fine di tradurre questo incremento di conoscenza in approcci diagnostici e terapeutici più efficaci ed efficienti. Le linee di ricerca future, in accordo alla strategia complessiva dell università, si concentreranno sulle patologie autoimmuni e infettive a maggior grado di morbilità e mortalità, per la definizione di interventi su larga scala in grado di coinvolgere ed apportare benefici al più alto numero di pazienti (ad esempio HIV e TBC). Anche in questo ambito, le attività di ricerca si caratterizzeranno per il forte approccio traslazionale. A tal fine, molte delle attività di ricerca saranno svolte all interno del gruppo UCL Partners, che si avvarrà anche dell accordo con la London School LSHTM - London School of Hygiene and Tropical Medicine, che consentirà una più stretta e diretta connessione tra ricerca di base, sperimentazione e pratica clinica. Tra queste, le attività del gruppo UCLPartners Immunology saranno finalizzate ad una maggiore comprensione del ruolo del sistema immunitario umano in salute e malattia, funzionale allo sviluppo di nuovi strumenti diagnostici e terapeutici di prevenzione e trattamento. 192

193 MEDICINA PERSONALIZZATA - TRATTAMENTI E INTERVENTI TERAPEUTICI Questa area è considerata ad alto potenziale di crescita dall University College of London. In particolare, l istituto prevede robusti investimenti per la realizzazione di studi clinici per l analisi su specifici gruppi di pazienti degli effetti ed esiti di approcci terapeutici e farmaceutici, lo sviluppo della bioinformatica e dei modelli computazionali per la medicina personalizzata e, soprattutto, la realizzazione di sperimentazioni cliniche pediatriche. All interno della UCL, infatti, l Institute of Child Health è fortemente specializzato in questa area, e raccoglie pazienti pediatrici provenienti da tutto il mondo. Per le stesse ragioni dell area precedente, anche l ambito della medicina personalizzata è scarsamente presidiato dai laboratori della Rete. Nello specifico: > Per il CIRI Bologna al momento sono in corso numerosi studi diretti a verificare la potenzialità della tecnologia di DNA Microarray come strumento predittivo della risposta a trattamenti terapeutici. > Il laboratorio BIC intende sviluppare nuove tecnologie mediche di embedded simulation per la realizzazione di modelli predittivi per la diagnosi e la pianificazione del trattamento. Particolare attenzione è posta nell ambito delle tecnologie di Virtual Physiological Human, ovvero alle tecniche di modellazione e simulazione biomedica del corpo umano da integrare in Personal Health Forecasters, ovvero sistemi di simulazione distribuita in grado di elaborare in tempo reale tutte le informazioni cliniche e personali del paziente e fornire previsioni sullo stato di salute, o sulle azioni raccomandate, rispetto a specifiche condizioni. Un ulteriore ambito di ricerca del BIC è lo sviluppo di tecniche di precertificazione computazionale dei dispositivi medici per la valutazione di diverse soluzioni progettuali rispetto a scenari di fallimento clinico noti. (in silico design clinical trials). BIOTECNOLOGIE, STRUMENTI E DISPOSITIVI BIOMEDICI Il settore comprende l intera catena del valore del prodotto biomedicale, dalla sua ideazione e progettazione (ricerca di base, spesso condotta da istituzioni pubbliche, e attività di ricerca applicata, generalmente attivata dalle stesse imprese fornitrici), alla sua produzione ed infine alla sua commercializzazione e distribuzione. I prodotti e servizi che rientrano in questo settore sono evidentemente numerosi e molto diversi tra loro per quanto concerne aspetti quali la funzione svolta, il contenuto tecnologico incorporato e la durata del loro utilizzo, e vanno separati dal comparto dei farmaci - settore più propriamente collegabile all industria chimica - e anche dalle attività di servizio svolte dalle strutture sanitarie. L offerta del mercato biomedicale è molto segmentata, con livelli di complessità tecnologica e strategica notevolmente differenziata e forniture customizzate (adattate) che talvolta danno scarse possibilità di standardizzazione del prodotto e di ottenimento di economie di scala. Un altra peculiarità del settore è la 193

194 fondamentale interazione tra utilizzatore e fornitore per la generazione di nuove conoscenze e di stimoli all innovazione, che prevede sia il trasferimento di conoscenza tra questi due soggetti sia la necessità della formazione dell utilizzatore per un uso appropriato e ottimale dei dispositivi. L ambito dei dispositivi biomedicali e delle protesi occupa una posizione centrale nell industria della salute in quanto sviluppa prodotti e servizi che contribuiscono all aumento dell efficacia dei sistemi sanitari e al miglioramento della qualità della vita. I dispositivi sono soggetti a continua e talvolta molto rapida evoluzione (ciclo di vita corto) e in questo ambito l innovazione ha forti caratteristiche di ibridazione che la rendono trasversale e pervasiva. Nel corso degli ultimi decenni lo sviluppo del settore ha sperimentato una rapida accelerazione grazie alle nuove conoscenze nella biofisica e biochimica, all applicazione dell elettronica, delle scienze dei materiali e dell informatica, e più recentemente, alle nuove discipline come l ingegneria genetica e le nanobiotecnologie. Nuovi campi disciplinari si sono sviluppati rapidamente così come le applicazioni nella biomeccanica, nei biomateriali, nei biosensori, nella strumentazione biomedicale, nelle analisi mediche, negli organi artificiali, nello strumentario medicale, nelle biotecnologie (ingegneria dei tessuti, nuovi materiali biologici), nel settore video-medicale delle bio-immagini, e nei supporti informatici per la medicina (telemedicina, sistemi esperti per la lettura di dati). Nell ambito della piattaforma regionale: > Il CIRI Bologna prevede nei prossimi anni grossi investimenti per lo sviluppo di nuovi device biomedicali per applicazioni in diversi ambiti. In particolare: o L Unità Operativa Applicazioni industriali della medicina genomica e mitocondriale individua come principale ambito prioritario la ricerca sui biosensori. Questa scelta è connessa ad uno scenario ipotizzato caratterizzato da una sempre maggiore applicazione di sistemi tecnologici miniaturizzati in diversi ambiti, quali la diagnostica, la ricerca farmaceutica e l ottimizzazione dei processi di produzione industriale. In quest ottica, investimenti importanti saranno indirizzati allo sviluppo di nuove tecnologie biochimiche ed elettroniche per applicazioni di bio-sensoristica. In particolare, il centro prevede di sviluppare le proprie conoscenze nel campo della biochimica di interfaccia, delle tecnologie ICT per l elettrochimica e dei sistemi e strumenti di prototipizzazione rapida per la fabbricazione dei micro dispositivi. o L Unità Operativa Tecnologie per la Salute considera prioritario lo sviluppo di nuovi sistemi basati su nuovi prodotti nano e bio tecnologici per le scienze della vita e le tecnologie della salute. L evoluzione delle tecnologie elettroniche ed ICT, della sensoristica, delle nanotecnologie, nel campo dei materiali e dell energia, consentiranno lo sviluppo e la diffusione nei prossimi dieci anni di nuovi device biomedicali sempre più sofisticati per differenti applicazioni. In quest ottica il centro individua tre ambiti di ricerca prioritari: lo sviluppo di nuovi materiali e dispositivi per la 194

195 valutazione in vitro e in silico di dispositivi impiantabili (ad esempio ortopedici) per una più efficace validazione preclinica; lo sviluppo di sistemi di neuroriabilitazione, attraverso la ricerca nel campo della sensoristica (anche indossabile), e lo sviluppo delle tecnologie wireless e di strumenti di modellizzazione matematica e simulazione numerica per la valutazione dei segnali/parametri biologici acquisiti; lo sviluppo di metodi per la quantificazione della funzione motoria finalizzata alla valutazione funzionale di soggetti sani e patologici, attraverso l ottimizzazione delle tecnologie (metodi ottici, sensori indossabili, metodi basati su radiazioni ionizzanti). > Il dipartimento RIT dello IOR è altamente specializzato nella ricerca biomedicale, in particolare nel campo della protesica. I laboratori che lo costituiscono prevedono nei prossimi anni ulteriori investimenti in queste aree. In particolare: o Il laboratorio NABI intende concentrarsi sulle applicazioni delle nano- biotecnologie nello sviluppo di nuovi device per il trattamento delle patologie ortopediche (protesi articolari, materiali per osteosintesi, cementi). L obiettivo è quello di migliorare la biocompatibilità e i processi di osteointegrazione dei materiali impiantati nell organismo umano, potenziando i processi di self healing che avvengono nel sito di impianto. Nello specifico il laboratorio considera quale ambito prioritario la ricerca di nuovi materiali per la realizzazione di coatings nano strutturati e polifunzionali per le protesi articolari e altri devices impiantabili. Considera quindi come prioritarie per il futuro lo sviluppo di nuove tecnologie di deposizione e funzionalizzazione dei coating e lo sviluppo di nuovi modelli in vitro e in vivo per la valutazione di biocompatibilità e biofunzionalità. Un ulteriore ambito di ricerca di uguale importanza si lega allo sviluppo di strumenti chirurgici e devices per la chirurgia ortopedica e la traumatologia. In quest area intende realizzare un simulatore ibrido di fissazione per devices impiantabili in ortopedia basato su componenti meccaniche e magnetiche. Questo potrebbe portare allo sviluppo di nuove tecniche chirurgiche di stabilizzazione e di nuovi sistemi per la fissazione (fissatori esterni, materiale per osteosintesi). o Il laboratorio BITTA prevede investimenti per l acquisizione e lo sviluppo di tecnologie (Real time PCR - Polymerase Chain Reaction, Microscopio ottico digitalizzato, Microdurometro motorizzato e automatizzato, Microtomografia computerizzata in vivo per animali di piccola taglia) per la realizzazione di prove standardizzate per la valutazione delle biocompatibilità dei materiali per dispositivi medicali e dei costrutti per la medicina rigenerativa. L obiettivo è quello di accrescere le competenze interne per la ricerca industriale e il portafoglio servizi del laboratorio. o Il laboratorio Prometeo intende concentrare parte degli investimenti in ricerche finalizzate alla messa a punto di nuovi biomateriali nanoingegnerizzati. In particolare intende sviluppare nuovi 195

196 sistemi di prova di biomateriali, per valutazioni di biomeccanica e biocompatibilità, per la produzione di protesi e carrier di cellule e farmaci. 196

197 4.7 Domanda di ricerca delle imprese locali Un ultima analisi considera i laboratori della Rete in relazione al fabbisogno di innovazione espresso dalle imprese regionali. Una proxy può essere ricavata dai progetti di ricerca industriale presentati dalle imprese, indipendentemente dalla loro approvazione, sulle iniziative di sostegno messe in campo dalla Regione a partire dal 2002, anno di definizione del PRRIITT. Dei progetti analizzati, poco meno dell 8% (120 iniziative) è relativo a Scienze della Vita; un numero esiguo se confrontato con gli altri settori regionali, in particolare Meccanica, ICT e Agroalimentare. Una prima analisi mette in evidenza la grossa concentrazione dei progetti nel settore biomedicale e sull innovazione tecnologica di processo; il comparto farmaceutico, con solo 8 imprese, ha quindi sperimentato una partecipazione di gran lunga inferiore. Questa grossa differenza è legata essenzialmente alla piccola dimensione finanziaria dei contratti, inferiore al milione di euro, che non ha dato impulso alla partecipazione di un settore dove la ricerca si caratterizza per un alto rischio di insuccesso, robusti investimenti e tempi molto lunghi. SETTORE DI ORIGINE SETTORE DI DESTINAZIONE 4% 4% 5% 3% Biomedicale Altro Servizi Impianti e mezzi di produzione Farmaceutica ICT 6% 8% 8% 12% 58% 15% 18% 59% Biomedicale Farmaceutica Servizi Chimica e cosmesi Altro Gomma e Plastica Circa i 2/3 dei progetti si concentra nella province di Bologna e Modena. In quest ultimo caso si tratta di imprese appartenenti prevalentemente al distretto biomedicale di Mirandola. In provincia di Bologna, oltre al biomedicale, una grossa quota di progetti è relativo al comparto dei servizi. La classificazione dei progetti sulla base della tassonomia aree di ricerca/ambiti tecnologici RISORSE PROGETTI BO 45,7 37% 53 38% FC 1,0 1% 2 1% FE 1,6 1% 4 3% MO 38,0 31% 41 29% PC 2,4 2% 5 4% PR 18,0 14% 20 14% RA 12,8 10% 6 4% RE 2,2 2% 6 4% RN 0,9 1% 2 1% precedentemente descritta conferma una forte concentrazione dei progetti e delle risorse nell area Biotecnologie, strumenti e dispositivi, e in particolare sulle linee di ricerca Nuovi materiali, strumenti e prodotti per applicazioni health-care e nuovi devices medici e Nanotecnologie, biotecnologie, macchinari, processi per l industria chimica e farmaceutica. In quest ultima area, i progetti si riferiscono prevalentemente al miglioramento dei processi industriali. 197

198 Le aree a maggiore intensità di ricerca, Nuovi Farmaci e Terapie e Medicina Rigenerativa e Terapie Avanzate sono solo marginalmente coperte. L intervento pubblico sul lato delle imprese non è quindi riuscito ad attrarre risorse su questi temi, nonostante il grosso potenziale di ricerca e la specializzazione dei laboratori regionali, e l alto tasso di crescita atteso, soprattutto in relazione alle medicine innovative. La politica di sostegno deve tenere conto di queste risultanze e prevedere su questi temi di ricerca ad alto impatto sul sistema sanitario e sul sistema industriale un intervento ad hoc, in grado di raggruppare imprese e organizzazioni pubbliche su grandi progetti, in linea con quanto stanno facendo altri paesi e regioni europee. Nell area Diagnosi, Prognosi e Monitoraggio, la più importante in termini di progetti e risorse nel VII Programma Quadro, il maggior numero di iniziative ha avuto per oggetto la definizione di metodologie e tecnologie di imaging per la diagnosi e il monitoraggio, mentre solo pochi sono stati i progetti più complessi e multidisciplinari per l individuazione di nuovi biomarkers diagnostici e prognostici. PROGETTI RISORSE NUOVI FARMACI E TERAPIE 12 9% 11,5 9% Drug Discovery - nuovi target farmaceutici e/o terapeutici e relativi hit and lead compounds 5 42% 3,6 32% Innovativi sistemi di drug delivery 4 33% 4,6 41% Studi tossicologici e nuovi metodi di valutazione del rischio Medicina Traslazionale - Studi Preclinici e Trial Clinici. 3 25% 3,2 28% Progetti integrati di ricerca per la prevenzione, la diagnosi e il trattamento delle malattie rare MEDICINA RIGENERATIVA E TERAPIE AVANZATE 5 4% 3,3 3% Metodi e strumenti per l isolamento, la caratterizzazione, proliferazione e espansione delle colture cellulari 3 60% 2,3 70% Terapie cellulari e Medicina Rigenerativa Protocolli Preclinici 2 40% 1,0 30% Terapie geniche Protocolli Preclinici Medicina Traslazionale - Protocolli clinici per prodotti di terapia cellulare, inclusa terapia genica DIAGNOSI, PROGNOSI E MONITORAGGIO 16 11% 8,4 7% Nuovi biomarkers diagnostici/prognostici e nuovi target terapeutici 2 13% 0,8 9% Metodologie e tecnologie di imaging per la diagnosi e il monitoraggio 11 69% 4,5 54% Nuovi sistemi di Point of Care e piattaforme tecnologiche per la diagnostica veloce 3 19% 3,1 37% PROCESSI BIOLOGICI E STUDI EPIDEMIOLOGICI 0 0% 0,0 0% Studi epidemiologici e fisiologici per malattie infettive e relativi agenti patogeni Nuovi approcci multidisciplinari per lo studio e la comprensione dei processi biologici rilevanti MEDICINA PERSONALIZZATA - TRATTAMENTI E INTERVENTI TERAPEUTICI 0 0% 0,0 0% Approcci e modelli predittivi basati sul makeup genetico per approcci terapeutici personalizzati Studi clinici e osservazionali per la valutazione di terapie e farmaci su specifici target di pazienti Sperimentazioni cliniche pediatriche con approcci di farmaco-cinetica e farmaco-genetica BIOTECNOLOGIE, STRUMENTI E DISPOSITIVI BIOMEDICI 96 69% 93,2 75% Nuove metodologie e tecnologie di High-Throughput Screening (HTS) Materiali avanzati, bio e nanotecnologie per protesi, ortesi e altri dispositivi impiantabili 10 10% 10,6 11% Nuovi materiali, strumenti e prodotti per applicazioni health-care e nuovi devices medici 56 58% 58,0 62% Nanotecnologie, biotecnologie, macchinari, processi per l industria chimica e farmaceutica 30 31% 25,1 27% ALTRI TEMI 11 8% 7,2 6 E-HEALTH 7 64% 3,3 46% Iniziative per il miglioramento dei servizi di health-care 4 36% 3,9 44% In definitiva i laboratori della Rete si trovano ad operare in un contesto competitivo complesso caratterizzato da un binario a doppia velocità: 198

199 Il primo, in cui la funzione di traino viene svolta dalla ricerca europea di frontiera e dove la presenza della Rete da protagonista è comunque fondamentale per evitare di essere relegati ai margini dei mercati globali più dinamici; Il secondo, trainato prevalentemente dalla domanda locale di Piccole e Medie Imprese e tradizionalmente sovvenzionato dal policy maker nazionale/regionale, dove è pure importante la presenza, anche e soprattutto in un ottica di sopravvivenza economica e per contribuire a perseguire gli obiettivo di sviluppo territoriale cha la Regione si pone. Il segreto del successo e la sostenibilità futura dei laboratori risiede probabilmente nella capacità di gestire al meglio questa divaricazione, mettendo a punto una strategia per il futuro che miri a coinvolgere maggiormente le imprese locali, soprattutto le piccole imprese, spingendole verso attività, processi e prodotti a maggiore contenuto di ricerca e innovazione di frontiera e verso la partecipazioni alle reti di cooperazione internazionale, in tal modo accorciando in parte la distanza tra i due driver della crescita. Infine, l analisi sulla domanda considera i contributi specialistici richiesti dalle imprese ed indicati all interno della proposta progettuale. Per ovviare al problema delle diverse configurazioni della Rete Regionale che si sono succedute nel corso dei diversi bandi, ciascuna richiesta di collaborazione è stata ricondotta alla singola università (e dipartimento) o al singolo istituto di ricerca. Per esempio, nel caso dei laboratori della rete si è considerata l organizzazione da cui nascono per omogeneizzare i dati nel lasso di tempo considerato ( ). La tavola successiva riporta, in relazione alle aree di ricerca ed ambiti tecnologici considerati, il livello potenziale di coinvolgimento dei principali soggetti regionali (potenziale dal momento che l analisi ha considerato tutti i progetti presentati e non solo quelli che hanno effettivamente avuto i finanziamenti). In generale i risultati sono in linea con quelli che sono gli ambiti di specializzazione dei laboratori della Rete Regionale. In particolare: > Il principale fornitore di conoscenza e tecnologie è l università, a cui le imprese richiedono contributi specialistici nell ambito del proprio progetto. > Nelle aree Nuovi Farmaci e Terapie e Medicina Rigenerativa e Terapie Avanzate è più alto il ricorso delle imprese alle università extraregionali. I dati mostrano una prevalenza delle università della Lombardia. In totale circa 1/4 delle consulenze è demandato ad organizzazioni pubbliche o private localizzate fuori regione. Tra le università regionali, oltre la buona performance di Bologna, si registra un buon potenziale di collaborazione per l università di Parma nell area della farmaceutica e dell università di Ferrara per la medicina innovativa. 199

200 > Nell ambito Diagnosi, Prognosi e Monitoraggio è sempre l università di Bologna ad attrarre potenzialmente la maggioranza dei contratti delle imprese, in particolare per le ricerche finalizzate allo sviluppo di innovative metodologie e tecnologie di imaging. > L Istituto Ortopedico Rizzoli e l università di Modena e Reggio Emilia ottengono buoni risultati nell area di ricerca Biotecnologie, Strumenti e Dispositivi Biomedici. In particolare, lo IOR si caratterizza per un potenziale livello di collaborazione industriale alto nel campo delle protesi e degli altri device impiantabili, laddove l Università di Modena ha un ottimo potenziale di instaurare collaborazioni nell area delle tecnologie, macchine e processi per l industria chimico/farmaceutica. 200

201 Progetti UNIMORE UNIBO UNIPR UNIFE UNIPC CNR (ER) IOR DEMOCENTER ALTRI IST. REG. IMPRESE REG. UNIV. EXTRAREG. ISTITUTI EXTRAREG. IMPRESE EXTRAREG. Ismeri Europa 2013 Technology Assessment Rete Alta Tecnologia E-R NUOVI FARMACI E TERAPIE 12 Drug Discovery - nuovi target farmaceutici e/o terapeutici e relativi hit and lead compounds 5 Innovativi sistemi di drug delivery 4 Medicina Traslazionale - Studi Preclinici e Trial Clinici. 3 MEDICINA RIGENERATIVA E TERAPIE AVANZATE 5 Tecniche per l isolamento, la caratterizzazione, proliferazione e espansione delle colture cellulari 3 Terapie cellulari e Medicina Rigenerativa Protocolli Preclinici 2 DIAGNOSI, PROGNOSI E MONITORAGGIO 16 System biology and OMICs a per nuovi biomarkers diagnostici/prognostici e target terapeutici 2 Metodologie e tecnologie di imaging per la diagnosi e il monitoraggio 11 Nuovi sistemi di Point of Care e piattaforme tecnologiche per la diagnostica veloce 3 BIOTECNOLOGIE, STRUMENTI E DISPOSITIVI BIOMEDICI 96 Materiali avanzati, bio e nanotecnologie per protesi, ortesi e altri dispositivi impiantabili 10 Nuovi materiali, strumenti e prodotti per applicazioni healthcare e nuovi devices medici 56 Nanotecnologie, biotecnologie, macchinari, processi per l industria chimica e farmaceutica 30 ALTRI TEMI 11 E-Health 7 Iniziative per il miglioramento dei servizi di health-care 2 Altro 2 TOTALE 140 Alta collaborazione potenziale Media collaborazione potenziale Bassa collaborazione potenziale 201

202 4.8 Capacità e propensione alla collaborazione con le imprese Nel settore Scienze della Vita, le imprese, soprattutto farmaceutiche, assegnano alla ricerca un budget maggiore e hanno maggiore disponibilità economica per investimenti di grossa taglia. Questo è legato, oltre che al forte carattere multidisciplinare delle ricerche, anche alla regolamentazione del settore che, con le sue stringenti regole e le sue procedure per la qualità e sicurezza dei nuovi prodotti/processi, agisce, di fatto, da volano per la nascita di collaborazioni tra l industria, università e strutture cliniche. Queste collaborazioni non mancano nel panorama relazionale dei laboratori della Rete. Coinvolgono sia PMI innovative, raggruppamenti e consorzi, ma anche e soprattutto grandi imprese che lavorano nei settori rilevanti per la piattaforma. Gli ambiti di collaborazione sono molto vari: si va dalle terapie avanzate alla sintesi di biomateriali, dalla rigenerazione tissutale allo sviluppo di nuovi software. Le modalità di collaborazione includono lo svolgimento congiunto di attività di R&D e di produzione, anche tramite la creazione di spin-offs, le consulenze specialistiche e i contratti di licenza brevettuale. Non mancano inoltre le attività di formazione, come l organizzazione di master, svolti in maniera congiunta dai laboratori ed alcune imprese del settore. Tra queste esperienze, si segnalano le attività di BioPharmaNet_TEC, uno dei laboratori più attivi in questo campo, che ha organizzato le attività di ricerca e sviluppo in modo da garantire risultati più facilmente e velocemente trasferibili in ambito industriale, in risposta a specifiche richieste di alcune imprese e associazioni del settore (ad esempio l Associazione Farmaceutici Industriali e Associazione Ingegneri Industriali). Lo stesso laboratorio ha inoltre costruito collaborazioni non estemporanee con grandi imprese del settore. In taluni casi queste si sono spinte fino alla definizione di accordi strutturati che hanno portato il laboratorio a convogliare risorse, competenze e infrastrutture su specifiche linee di ricerca ritenute strategiche nel medio-lungo periodo dall impresa investitrice. Ne è esempio l accordo con l impresa regionale Chiesi-Farmaceutici per la ricerca nel campo delle polveri e dei farmaci per inalazione. Chiesi Farmaceutici ha in essere altri contratti con i laboratori della rete (ad esempio con il CIRI SdV per l ottimizzazione della filiera della malattia dell Alzheimer), sui quali investe per presidiare l evoluzione del settore, anche negli ambiti di recente sviluppo. Ha da poco costituito insieme al Centro di Medicina Rigenerativa Stefano Ferrari dell Università MORE uno spin-off (Holstem Terapie Avanzate Srl) con l ambizioso obiettivo di arrivare per primi all industrializzazione di prodotti di terapia avanzata, alla loro registrazione presso le autorità e alla loro applicazione clinica. Il connubio tra le capacità scientifiche del CMR e quelle tecniche di Chiesi rendono tale esperienza particolarmente interessante per affrontare con successo approcci terapeutici così innovativi. Attualmente lo spin-off è ospitato all interno dello stesso CMR e gestisce direttamente l area certificata GMP (Good Manufacturing Practice). 202

203 Un ulteriore spin-off è Aequotech Srl del LTTA di Ferrara nel campo della ricerca e servizi in ambito biotech dove realizza analisi di nuove molecole di interesse farmaceutico, diagnostico, chimico-ambientale e cosmetico. Anche l Istituto Ortopedico Rizzoli ha dato vita ad alcune interessanti iniziative per promuovere accordi con le imprese su tematiche scientifico-tecnologiche di particolare importanza prospettica. Il laboratorio PROMETEO, ad esempio, ha recentemente stipulato un accordo di collaborazione scientifica con la LifeNet Health, leader mondiale nel trattamento di organi e tessuti umani per trapianti, per progetti di ricerca su varie patologie dell apparato muscolo scheletrico. Il laboratorio ha inoltre sottoscritto un accordo con Finceramica per la coproduzione di una pasta ossea innovativa derivata da matrice ossea umana e idrossiapatite biomimetica nanostrutturata. Il laboratorio CLIBI ha attivato un network di imprese in risposta al notevole interesse, sia nazionale che europeo, verso una politica di Project Financing (PF) e Partenariato Pubblico Privato (PPP) per la realizzazione di progetti di interesse sociale. Il CLIBI, all interno della rete, svolge una funzione di coordinamento delle PMI regionali e lavora come federatore di imprese, al fine di creare nel breve periodo una massa critica di eccellenza e qualità, sfruttabile anche nelle iniziative del prossimo Programma Quadro di sostegno. Un caso particolare è, infine, il CIM di Parma. Prima del progetto Tecnopolo, non aveva mai svolto attività di ricerca (per statuto) ma sempre operato come erogatore di servizi a pagamento sia per il pubblico (dipartimenti universitari, altre università, istituti di ricerca e enti ospedalieri) che, in minore misura, per il privato (imprese alimentari e farmaceutiche, e loro consorzi). LA STRATEGIA E I RISULTATI DELL UNIVERSITY COLLEGE Le collaborazioni università-impresa sono sviluppate a livello di singolo ricercatore, gruppi di ricerca, o attraverso partenariati istituzionali. Figura / UCL e Imprese Il comitato Enterprise and Knowledge Transfer Board, trasversale alle quattro facoltà, coordina tutte le attività finalizzate a incrementare le collaborazioni con l industria e attrarre investimenti privati, incoraggiando i gruppi di lavoro universitari alla ricerca di partner commerciali e a una più ampia diffusione dei risultati delle ricerche. Ad oggi, numerosi sono i progetti finanziati o sostenuti da partner esterni. Un esempio è il progetto comune con altre università ed istituti (Imperial College, Medical Research Council, King s College University) sostenuto dalla Glaxo Smith Kline. 203

204 Diverse attività sono svolte all'interno dei singoli dipartimenti e istituti al fine di consolidare o creare nuovi rapporti con le imprese (riunioni periodiche con attuali/potenziali clienti industriali; partecipazione e/o organizzazione di eventi, seminari e conferenze; scambi di personale tra università e impresa; programmi di formazione; laboratori di ricerca e altre infrastrutture comuni; progetti congiunti sulla base di accordi consolidati). L elemento di maggiore interesse è tuttavia la creazione da parte della UCL di 3 società esterne: UCL Advances (UCLA), che si configura come vero e proprio Centro per l Imprenditorialità legato all università, unico esempio nel panorama degli atenei inglesi. Svolge corsi di formazione, attività di networking e di business service a favore del personale accademico, studenti e imprenditori esterni per la creazione e il sostegno alla crescita di nuove imprese innovative. Un iniziativa di particolare interesse gestita dall UCLA è il programma Student Ventures che offre sostegno agli studenti universitari che desiderano avviare un'impresa, attraverso una serie di attività: corsi di formazione, consulenza aziendale one-to-one, accesso a prestiti e finanziamenti, concessione degli spazi e delle infrastrutture dell incubatore universitario Hatchery. Per rendere un idea, nel corso del 2010/11 il programma ha portato alla nascita di 94 nuove imprese. Ulteriore iniziativa degna di nota è StartUp Summer gestita dall UCLA con YouGov PLC e l Imperial College. Si tratta di un programma estivo per promuovere la cultura imprenditoriale degli studenti universitari che hanno la possibilità di seguire stage, ricevere supporto alle proprie idee e, soprattutto, lavorare a stretto contatto con le aziende che aderiscono all iniziativa. UCLA gestisce altre iniziative per il sostegno a imprenditori e PMI esterne. È coordinatore del progetto SMILE Selected Mentors and Interims for London Enterprises svolto in collaborazione con MegaNexus Ltd, finanziato dal FESR. Si tratta di un servizio di tutoraggio per imprenditori e dirigenti di piccole imprese. Più di 80 aziende hanno partecipato alle attività svolte da personale accademico, studenti e altri partner esterni alla UCL. UCL Business PLC (UCLB) è una società di trasferimento tecnologico. La società investe direttamente in progetti di sviluppo e gestisce tutte le fasi del processo di applicazione industriale e commerciale dei risultati della ricerca e innovazione prodotta dall università. Alcuni dati per comprendere la sua importanza: nell anno 2010/2011 ha registrato un profitto di 1,8 milioni di sterline (fatturato globale di 13 milioni), di cui circa l 80% è stato reinvestito direttamente nelle attività di ricerca dell ULC; gestisce 204

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