PROJEKTY RPO

OPOLSKA PLATFORMA INNOWACJI

Informacje o projekcie

• Instytucja Zarządzająca: Zarząd Województwa Opolskiego
  Departament Koordynacji Programów Operacyjnych
• Lider projektu: Opolskie Centrum Rozwoju Gospodarki
• Partnerzy Projektu:
  1. Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
  2. Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej "Blachownia"
  3. Wyższa Szkoła Zarządzania i Administracji w Opolu
  4. Miasto Opole
  5. Politechnika Opolska
• Nr umowy o dofinansowanie: RPOP.01.03.01-16-016/12-00
• Wartość projektu: 17 963 298,39 zł
• Kwota dofinansowania na zadanie wykonywane przez ICiMB: 1 881 150,00 zł
• Rozpoczęcie rzeczowej realizacji projektu: 2012-08-01
• Zakończenie realizacji projektu: 2014-12-31

Kilka słów o projekcie:

Celem głównym projektu jest współdziałanie na rzecz wzmocnienia współpracy sektora B+R z przedsiębiorstwami, służące zwiększeniu transferu nowoczesnych rozwiązań technologicznych, produktowych oraz organizacyjnych do przedsiębiorstw i instytucji poprzez zakup maszyn, urządzeń, wyposażenia oraz wartości niematerialnych i prawnych związanych z rozwojem transferu technologii i udoskonalenia sieci współpracy miedzy MSP a innymi przedsiębiorstwami, uczelniami, wszelkiego rodzaju instytucjami na poziomie szkolnictwa pomaturalnego, władzami regionalnymi, ośrodkami badawczymi oraz biegunami naukowymi i technologicznymi, a także poprzez promocje innowacji, transferu technologii, w tym udział w targach, wystawach, misjach gospodarczych, giełdach kooperacyjnych.

Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych w Opolu od 60 lat współtworzy opolskie zaplecze badawczo-naukowe. Historię ICiMB tworzy kilka pokoleń pracowników, którzy swoją pracą, wiedzą i twórczym zaangażowaniem wypracowali dorobek materialny i niematerialny Instytutu. Znaczące osiągnięcia naukowe i wdrożeniowe naszej instytucji oparte na kilkudziesięcioletnich doświadczeniach znakomitej kadry specjalistów stanowią podstawę obecnej pozycji Instytutu wśród jednostek naukowych

ZAKRES RZECZOWY Instytutu w ramach projektu Opolska Platforma Innowacji
Utworzenie Laboratorium Innowacyjnych Materiałów i Monitorowania Środowiska

Laboratorium stanowić będzie ważny element kompleksu naukowo-badawczego Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych w Opolu. W przyziemiu budynku głównego zaplanowano 7 wysokospecjalistycznych pracowni naukowo-badawczych i analitycznych.

Laboratorium Innowacyjnych Materiałów i Monitoringu Środowiska prowadzić będzie badania przemysłowe, naukowe, wypracowywać innowacyjne rozwiązania w dziedzinach takich jak: materiały budowlane, kompozyty, materiały i nawierzchnie drogowe, uboczne produkty spalania, gospodarka odpadami przemysłowymi i komunalnymi, ochrona środowiska naturalnego, bioinżynieria. W obliczu nowych wyzwań gospodarczych jedną z podstawowych funkcji laboratorium będą badania i atestacja różnego typu materiałów odpadowych pod kątem ponownego ich wykorzystania w budownictwie, drogownictwie czy dziedzinach pokrewnych. W związku z nierozerwalnym aspektem cyklu życia produktów oraz ich wpływu na środowisko – Laboratorium zostało zaplanowane w taki sposób, aby móc w jak największym stopniu udzielić odpowiedzi na wszystkie pytania w tym zakresie.

Laboratorium prowadzić będzie prace naukowo-badawcze i usługowe w obszarze:

• badania materiałów nowej generacji o podwyższonych parametrach użytkowych bazujących na wykorzystaniu surowców odpadowych (spoiwa specjalnego przeznaczenia, betony inteligentne, polimerowe, polimerowo-cementowe)
• badania i doradztwo technologiczne w zakresie produkcji innowacyjnych materiałów budowlanych oraz paliw, przy równoczesnym zagospodarowaniu odpadów
• badania właściwości i ocena możliwości zagospodarowania popiołów ze spalarni osadów ściekowych
• badania popiołów lotnych, również powstających z biomasy pod kątem do wytwarzania materiałów budowlanych i drogownictwa
• badania przydatności lokalnych surowców dla budownictwa ekologicznego i energooszczędnego, w tym budownictwa z gliny
• badania fizyko-chemiczne: innowacyjnych materiałów wiążących, popiołów lotnych, w tym popiołów nowej generacji, żużli, kruszyw do wytwarzania spoiw i innych materiałów budowlanych
• badania właściwości paliw (w tym paliw alternatywnych) oraz określenie wielkości wskaźników emisji CO₂
• badania i pomiary jakości środowiska wodnego
• badania wód i odcieków ze składowisk odpadów
• ciągłe i okresowe pomiary stężeń zanieczyszczeń powietrza na obiektach przemysłowych i energetycznych
• badania gazu składowiskowego, obejmujące określenie składu i emisji
• badania zanieczyszczeń gruntów
• badania i ocena parametrów niezbędnych do określania właściwości kompostów i odpadów resztkowych po mechaniczno-biologicznym przetworzeniu.

Najważniejsza aparatura:

Sekcja monitorowania środowiska:

Spektrometr mas z jonizacją w plaźmie indukcyjnie sprzężonej ICP-MS model 7700 firmy Agilent Technologies. ICP-MS jest obecnie najnowocześniejszą i jedną z najczęściej wybieranych technik analizy śladowej i wielopierwiastkowej.

Ta nowoczesna aparatura odznacza się najlepszymi osiągami analitycznymi, najwyższą skutecznością usuwania interferencji, najlepszą tolerancją próbek o złożonym lub nieznanym składzie matrycy, łatwością obsługi i minimalnymi wymogami co do konserwacji i obsługi serwisowej. Spektrometry ICP-MS umożliwiają:

• analizę śladową, wielopierwiastkową w dowolnej matrycy (nieorganicznej, organicznej)
• analizę specjacyjną, celem identyfikacji różnych form chemicznych pierwiastków (w połączeniu z HPLC, GC, CE, IC)
• analizę ilościową i półilościową w badaniach rutynowych, m.in. próbek wody, wyciągi wodne, próbek środowiskowych (ścieki, gleby, odpady, osady ściekowe, pyły, popioły), żywności, leków, opakowań, materiału roślinnego
• analizę czystości surowców chemicznych, materiałów półprzewodnikowych, rozpuszczalników organicznych pod kątem zawartości metali ciężkich
• analizę materiału biologicznego, toksykologiczną
• zaawansowane badania naukowe z zakresu metalomiki
• określenie pochodzenia danego materiału/próbki ze względu na jej skład pierwiastkowy (z użyciem oprogramowania Mass Profiler Professional)
• analizę próbek np w kryminalistyce, badaniach materiałów archeologicznych, biologicznych, geologicznych.

Analizator elementarny CHNS+Cl+O firmy Elementar to w  pełni automatyczny analizator do jednoczesnej analizy C-, H-, N-, S- lub O. Z trybu CHNS może być przystosowany do trybów: CNS/NS/S/CHN/CN/N lub O lub Cl. Aparat umożliwia zarówno analizę pojedynczych próbek jak również serii próbek (przełączanie praca pojedyncza / ciągła) w szerokich zakresach wagowych próbek (do ok. 2 g gleby ok. 70 mg subst. Organicznej) jak i koncentracji pierwiastków. Pomiar aparatem podstawowym jest możliwy zarówno w zakresie śladowych ilości pierwiastków jak i w zakresie makro-koncentracji przy jednoczesnym zachowaniu dokładności wskazań. Analizy te są niezbędne w analizie paliw konwencjonalnych jak i alternatywnych. Mogą być również wykorzystywane do analiz pierwiastkowych w innych matrycach.

Analizator TOC Vario TOC Cube firmy Elementar analizator węgla organicznego, nieorganicznego i całkowitego oraz azotu z wymiennymi karuzelami autosamplera do próbek ciekłych i stałych, z detektorem w podczerwieni NIR. Analizator ten ma zastosowanie w analizach:

• wód: wody czyste, powierzchniowe, pitne, studzienne, solanki,
• środowiskowych: ścieki komunalne i przemysłowe, osad ściekowy, odpady stałe,
• farmaceutyce: wody iniekcyjne, wody procesowe,
• geochemii, oceanografii: osady, zawiesiny, wody morskie, lodowcowe, skały węglanowe, roztwory glebowe,
• przemyśle: np. łaźnie galwanizacyjne, solanki.

Niskotłowy spektrometr ciekłoscyntylacyjny promieniowania α i β QUANTULUS firmy Perkin Elmer

Metoda węgla C 14 nie jest metodą nową i od lat stosowana jest na świecie w geologii czy archeologii. Głównie wykorzystywana jest do oznaczania wieku materii np. skamieniałości, tzw. datowanie próbek. Metoda ta stosowana jest również do oznaczania produktów zawierających węgiel pochodzenia naturalnego (alkohole, octy itp. tzw. "food adulteration studies", udział dodatków organicznych w paliwach samochodowych). Kolejnym ogromnym działem zastosowania tej metody są czyli super niskotłowe pomiary zanieczyszczeń radionuklidami głównie beta i alfa promieniotwórczymi (Ra-226, Rn-222 w ujęciach wodnych, H-3 w wodach pitnych), w środowisku (woda, żywność, pasze).

W obiektach jądrowych metodę tą wykorzystuje się do szybkiego monitoringu pracowników (bezpośredni pomiar próbki moczu wymieszanej ze scyntylatorem na oznaczanie uranów). Bardzo trudnym tematem i właściwie możliwym do wykonania tylko metodą niskotłowych pomiarów LSC jest oznaczanie poziomu strontu (Sr-90) w żywności (głównie eksportowanej poza Unię). Kolejnym z głównych obszarów zastosowania powyższej metody jest oznaczanie frakcji biomasy w paliwach alternatywnych. Od kwietnia 2007 roku obowiązuje w Polsce norma PKN-CEN/TR 15591 „Solid recovered fuels – Determination of the biomass content based on the 14C method”, będąca metodyka referencyjną. Ponadto metoda ta pozwala z bardzo dużą dokładnością oznaczyć ilość zawartego w paliwie tzw. węgla biogennego, znacznie wyższą i korzystniejszą od pozostałych metod opartych na sortowaniu ręcznych oraz selektywnym roztwarzaniu, co daje konkretne korzyści finansowe stosującym paliwa alternatywne zakładom przemysłowym (np. udział węgla biogennego wyznaczony dla tej samej próbki metodą selektywnego roztwarzania wynosi 20%, a metodą węgla C14 35%). Stąd też obserwuje się duże zainteresowanie ze strony tychże zakładów metodyką z wykorzystaniem izotopu węgla C14. Zgodnie z normą PKN-CEN/TR 15591 „Solid recovered fuels – Determination of the biomass content based on the 14C method”, możliwe jest zastosowanie trzech metod z wykorzystaniem węgla C14. Są to: metoda cieczowej scyntylacji, metoda ß-jonizacji oraz metoda akceleratorowej spektrometrii mas.

Pomiary takie wykonuje w Polsce tylko kilka jednostek.

Metoda ta również ma zastosowanie do oznaczania stężeń radonu (Rn-222) w powietrzu w budynkach.

Podsumowując urządzenie to wykorzystywane może być głównie:

• w datowaniu radiowęglowym dla potrzeb nauk o Ziemi i archeologii,
• w rekonstrukcji obiegu węgla w przyrodzie,
• w rekonstrukcji zmian klimatu,
• w badaniach udziału materiałów pochodzenia kopalnego/odnawialnego
  w paliwach,
• w badaniach udziału materiałów syntetycznych/naturalnych w różnych produktach np. żywności, papierze, materiałach konstrukcyjnych, butelkach PET, farbach, bioplastikach i biopaliwach w celu znakowania produktów jako „Green Product”,
• w pomiarach składowej emisyjnej CO2 w atmosferze,
• w oznaczeniach skażeń środowiska w obszarach świata, gdzie były prowadzone próby jądrowe (współpraca z IAEA),
• w badaniach koncentracji trytu i radiowęgla w wodzie dla potrzeb hydrologii.

Sekcja innowacyjnych materiałów:

Laboratorium Innowacyjnych Materiałów i Monitorowania Środowiska zostało kompleksowo wyposażone pod kątem badania właściwości materiałów budowlanych, w tym świeżych mieszanek betonowych, stwardniałych betonów oraz innych nowych materiałów stosowanych w budownictwie.

Laboratorium posiada kompletny zestaw do badania konsystencji świeżych mieszanek betonowych metodą VeBe, stożka opadowego, stopnia zagęszczalności oraz metodą rozpływu. Aby móc sprostać nowym wymaganiom rynku budowlanego dodatkowo Laboratorium wyposażono w aparaty do badania nowej generacji betonowych mieszanek samozagęszczajacych się zgodnych z PN-EN 12350-9 do 12 tj. lejek typu V, pierścień J oraz pojemnik typu L oraz zestaw do badania segregacji.

W celu określenia zawartości powietrza w mieszance betonowej laboratorium posiada nowoczesny aparat do badania zawartości powietrza uznanej Firmy Testing.

Aby całkowicie sprostać wymaganiom normy PN-EN 206-1 Beton, Laboratorium wyposażone jest w nowoczesne urządzenie firmy Controls do badania właściwości mechanicznych betonów i innych materiałów. Maszyna wytrzymałościowa składa się z 4 modułów pozwalających na ściskanie w zakresie od 0 do 4000 kN, zginanie do 250 kN, a także rozciąganie oraz badanie przemieszczeń materiałów.

W celu badań odporności materiałów budowlanych na skrajne warunki środowiskowe i badania starzeniowe laboratorium zostało wyposażone w dwie komory klimatyczne do badań mrozoodporności  i komorę do karbonatyzacji, w których symuluje się różne warunki środowiskowe w temperaturach od -40°C do +100°C.

Laboratorium Innowacyjnych Materiałów i Monitorowania Środowiska wyposażono również w aparaty pozwalające na badania spoiw mineralnych. Nowoczesny kalorymetr Firmy Testing do określania ciepła hydratacji spoiw, elektroniczny aparat Graf-Kaufmana do badania skurczu zapraw oraz całkowicie zautomatyzowany, najnowocześniejszy aparat Vicata firmy Toni Technik do badań czasu wiązania spoiw mineralnych. Na stanie Laboratorium znajduję się również całkowicie elektroniczny aparat do badania przyczepności do podłoża zapraw, klejów i spoiw.

Dodatkowym atutem Laboratorium jest możliwość badania odporności na rozdrobnienie  i uderzenie kruszyw budowlanych jak również mrozoodporności oraz uziarnienia celem określenia ich przydatności w budownictwie.

Na szczególną uwagę zasługuje również zautomatyzowany spektrometr absorpcji atomowej przeznaczony do oznaczania rtęci całkowitej zarówno w cieczach i ciałach stałych amerykańskiej firmy LECO, charakteryzujący się niską granicą oznaczalności w zakresie 0,003 ng Hg.

W celu określenia promieniotwórczości naturalnej materiałów stosowanych w budownictwie zgodnie z Rozporządzeniem Rady Ministrów z 2002 roku laboratorium posiada najnowocześniejszy w Polsce aparat Firmy POLON-IZOT.

Całość spaja drobny sprzęt pomocniczy niezbędny do przygotowania próbek do badań materiałów w drogownictwie przy użyciu aparatu Proctora oraz nowoczesne piece do 1350°C, suszarki laboratoryjne, wagi oraz formy do przygotowania prób i młyny laboratoryjne.