2.1.(eng-esp)

Module 2. Research, Development and Innovation in Construction

Introduction to Sustainable Construction

Elena Blanco Fernández

This topic is published under License:Creative Commons BY-NC-SA 4.0

Master in European Construction Engineering

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es_ES



Master in European Construction Engineering2

Introduction to R+D+i in construction




DEFINITIONS

Research Development Innovation

R+D+i




DEFINITIONS

According to RAE (Royal Academy of the Spanish Language)

Research: carry out systematically intellectual and experimental activities for the purpose of increasing knowledge on a particular subject.

Develop: increase, giving rise to something physical, intellectual or moral.

Innovate: move or alter something by introducing novelties.




According to Spanish National Act (Real Decreto Legislativo 4/2004)

DEFINITIONS

Research: original planned inquiry which pursues to discover new knowledgeand a greater understanding in the scientific and technological field.

Development: implementation of the outcome of the investigation or any othertype of scientific knowledge for the manufacture of new materials orproducts or for the design of new processes or production systems, aswell as to the substantial technological improvement of materials,products, processes or pre-existing systems.

Innovation: technological innovation is the activity whose result is atechnological breakthrough on obtaining new products or productionprocesses or improvements of existing ones. Products or processeswhose characteristics or applications, from the technological point ofview, differ substantially from previously existing ones will beconsidered new.




Others:

Basic research: experimental or theoretical work undertaken primarily to achieve new knowledge ofthe underlying foundation of phenomena and observable facts. (1)

Applied research: original investigation undertaken to achieve new knowledge. It is, however,directed primarily towards a specific practical aim or objective. (1)

Development: systematic work, drawing on existing knowledge gained from research and/or practicalexperience, which is directed to producing new materials, products or devices, to installingnew processes, systems and services, or to improving substantially those alreadyproduced or installed. (1)

Innovation: the renewal and enlargement of the range of products and services and the associatedmarkets; the establishment of new methods of production, supply and distribution; theintroduction of changes in management, work organisation, and the working conditions andskills of the workforce. (2)

(1) Frascati Manual: proposed standard practice for surveys on research and experimental development, 6th edition.OECD (2002)(2) Green Paper on Innovation. European Comission (1995).

DEFINITIONS




Some “fictitious” examples:

DEFINITIONS

Basic research:“Two physicists have identified two new sub-atomic particles after the collision ofelectrons and positrons”

Applied research:“Various researchers try to determine if an excessive content in manganese in thegalvanization process may provoke short term cracking”

Development:“Some engineers develop a new asphalt concrete with titanium oxide particles thatis able to eliminate car exhaust gases in the first two meters of the air”

Innovation:“A construction company introduces, for the first time in the construction sector, inits management system the just-in-time” methodology”




R+D+i IN CONSTRUCTION

The terms 'Basic research' vs. 'Applied research' and 'Applied research' vs.'Development' can be difficult to distinguish in many occasions.

The terms 'Development' and 'Innovation', in some cases, are also of dubiousdistinction.

It is very infrequent to undertake 'basic research' in the field of construction In the academic environment (universities, research centres) will mainly do

'Applied research' and ‘Development‘. Companies of the construction sector may undertake directly ‘Development'

(occasionally) and 'Innovation' (most often). The term ‘Innovation' is relative to a place, time and application field: what in

Spain is considered innovation now, maybe in Japan has been fully implanted inmany companies in other sectors from years.

But... where is the limit between 'innovation' and 'modernisation' in a company?




GENERAL OBJECTIVES OF R+D+i

Develop equipment, tools, technologies, and processes that facilitate uswork.

Develop medical treatments that improve quality and life expectancy.

Reduce the effects of natural disasters.

Do not compromise the development of future generations in the planet(the long-term sustainability of human being).

Know better the world that surrounds us.




Source: European Commission(http://ec.europa.eu/research/horizon2020/pdf/press/horizon2020-presentation.pdf)

GDP growing in 2010 with respect to previous year(%)

Aver

age

inve

stm

ent i

n R&

D be

twee

n 20

04-2

009

(tho

usan

ds o

f mill

ions

of €

)GENERAL OBJECTIVES OF R+D+i




Increase the productivity of processes.

Find materials or construction processes that improve sustainability.

Improve security both for workers and potential users.

OBJETIVES OF R+D+i IN CONSTRUCTION




STAKEHOLDERS

Universities and research centres: Place where more resources (staff, material, space) are engaged in

research and development. It is where most of the knowledge arises.

Companies: They can do research and development by themselves with own

resources (is not very common in the construction industry), ordelegate these tasks to universities and research centres, or acombination of both (some tasks are made by the company and othersby the universities/research centres).

Public bodies: They fund research.

Society: The final beneficiaries of research results.




…AND PEOPLE University:

Senior researchers: in universities, combine both research and lecturing. Inresearch centres they are mainly involveds in research (rarely, lecturing).Plan and supervise the work performed by a junior researcher. They arePhDs and have been previously junior researchers.

Juniors researchers: in universities, are usually Master students, PhDstudents, or young PhD researchers. In research centres they are regularemployees involved in research (but may have a Master level or a PhD).They can make tests by themselves or can be helped from a laboratorytechnician.

Laboratory technicians: are those who help junior researchers to conducttrials in laboratory or field, but do not analyse results, or take decisions.These people are used when the researcher needs to perform many testsand does not have time, or when the use of test devices can be delicateand required an specialised technician to employ the equipment.




Construction company: Engineers: those who design new prototypes or processes and decide in

what and how introduce innovations. Usually belong to the R+D+iDepartment of the company.

Employees of the company: staff who manufacture prototypes or applynew processes, under the instructions of the engineers.

Public entities: Promoters: detect needs in society or in the productive fabric, and

propose lines of research funding. Supervisors: they audit regularly to companies or research

universities/centres that meet milestones marked on the research projectchecking that money is managed according to the initial plan.

…AND PEOPLE




TASKS OF JUNIOR RESEARCHERS Search for information (‘state of the art'): it´s the starting point of any inquiry. The aim is

to detect possible improvements in the current state of the technical knowledge on acertain subject.

Laboratory tests: to find out how materials, components or prototypes behave. Field test: to determine how a material or prototype behaves in real conditions. Numerical simulations: are 'virtual tests' carried out with a computer. Software

incorporating physical models (formulas) that reproduce physical phenomena are used.They are useful to enhance the understanding of a phenomena or to predict values ofdifferent environments without using costly real tests.

Analysis of results: once that results are obtained, researchers must analyse them anddraw some conclusions; they can confirm or refute a 'hypothesis‘.

Writing scientific articles and participate in conferences: used to make public the resultsof the research. Articles are reviewed by experts in the field. Not everything is published,only the best.

Teach: practical classes generally; theoretical class more rare. From time to time.




Plan and monitor: senior researcher plan and supervise the work undertaken byjunior researchers, driving them into a work schedule.

Manage: senior researchers manage the economic resources needed to buymaterials, equipment and recruitment of researchers.

Research proposals: senior researchers participate in the elaboration andsubmission of proposals to be presented in public competitive calls, or to beproposed to private companies.

Broadcast: take part in the preparation of scientific papers, conferences andsummer courses , etc.

Knowledge transfer: detect results of research that may be protected withpatents. They participate in the drafting and filling of the patent document.

Lecturing: university, theoretical class and practices. They are responsible forsubjects.

TASKS OF SENIOR RESEARCHERS

Módulo 2. Investigación, Desarrollo e Innovación en la Construcción

Introducción a la Construcción Sostenible

Elena Blanco Fernández

Este tema se publica bajo Licencia:Creative Commons BY-NC-SA 4.0

Master in European Construction Engineering

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es_ES




Introducción a la I+D+i en la construcción




DEFINICIONES

Investigación Desarrollo Innovación

I+D+i




Investigar: realizar actividades intelectuales y experimentales de modo sistemático con el propósito de aumentar los conocimientos sobre una determinada materia.

Desarrollar: acrecentar, dar incremento a algo de orden físico, intelectual o moral.

Innovar: mudar o alterar algo, introduciendo novedades.

DEFINICIONES

Según el diccionario de la RAE (Real Academia Española de la Lengua)




Investigación: indagación original planificada que persiga descubrir nuevosconocimientos y una superior comprensión en el ámbito científico ytecnológico.

Desarrollo: aplicación de los resultados de la investigación o de cualquier otrotipo de conocimiento científico para la fabricación de nuevos materialeso productos o para el diseño de nuevos procesos o sistemas deproducción, así como para la mejora tecnológica sustancial demateriales, productos, procesos o sistemas preexistentes.

Innovación: se considerará innovación tecnológica la actividad cuyo resultadosea un avance tecnológico en la obtención de nuevos productos oprocesos de producción o mejoras sustanciales de los ya existentes. Seconsiderarán nuevos aquellos productos o procesos cuyascaracterísticas o aplicaciones, desde el punto de vista tecnológico,difieran sustancialmente de las existentes con anterioridad.

DEFINICIONES

Según el Real Decreto Legislativo 4/2004




Investigación básica: Trabajo experimental o teórico llevad a cabo principalmente para adquirirnuevos conocimientos relativos a los fundamentos que subyacen en fenómenos y hechosobservables.(1)

Investigación aplicada: Investigación original llevada a cabo para adquirir nuevos conocimientos. Está,sin embargo, dirigida principalmente hacia la consecución de un objetivo o propósito claro.(1)

Desarrollo: Trabajo sistemático, que se apoya en conocimientos obtenidos mediante investigación oexperiencia práctica, dirigido a producir nuevos materiales, productos o dispositivos, ainstalar nuevos procesos, sistemas y servicios, o para mejorar sustancialmenteaquellos ya producidos o instalados. (1)

Innovación: La renovación o ampliación del rango de productos y servicios y los mercadosasociados; el establecimiento de nuevos métodos de producción, suministro y distribución;la introducción de cambios en la gestión, organización del trabajo y las condiciones detrabajo y habilidades del personal.(2)

(1) Frascati Manual: proposed standard practice for surveys on research and experimental development, 6th edition.OECD (2002)(2) Green Paper on Innovation. European Comission.

DEFINICIONESOtras:




Investigación básica:“Dos físicos identifican dos nuevas partículas subatómicas detectadas tras lacolisión de electrones y positrones”

Investigación aplicada:“Varios investigadores tratan de determinar si un excesivo contenido enmanganeso durante el proceso de galvanización puede provocar la apariciónde fisuras a corto plazo”

Desarrollo:“Varios ingenieros desarrollan una nueva mezcla bituminosa con partículas deoxido de titanio que permite eliminar los gases de los tubos de escape devehículos en los dos primeros metros de la capa de aire”

Innovación:“Una empresa constructora introduce, por primera vez dentro del sector de laconstrucción, en su sistema de gestión la metodología just-in-time.”

DEFINICIONES

Ejemplos ‘ficticios’:




I+D+i EN LA CONSTRUCCIÓN

Los términos ‘Investigación Básica’ vs. ‘Investigación Aplicada’, ‘Investigaciónaplicada’ vs. ‘Desarrollo’ pueden ser de difícil distinción en muchas ocasiones.

Los términos ‘Desarrollo’ e ‘Innovación’, en ciertos casos, son también dedudosa distinción

Será muy difícil que se realice ‘investigación básica’ en el ámbito de laconstrucción

En el ámbito académico (universidades, centros de investigación) se realizaráprincipalmente ‘Investigación aplicada’ y ‘Desarrollo’

Las empresas del sector de la construcción podrán realizar directamente ellas‘Desarrollo’ (ocasionalmente) e ‘Innovación’ (más frecuentemente)

El término ‘innovación’ es relativo al lugar, al momento y al campo deaplicación: lo que en España es innovación ahora, puede que en Japón estétotalmente implantado en multitud de empresas de otros sectores desde haceaños.

Pero…¿Dónde estaría el límite ente ‘innovar’ y ‘modernizar’ una empresa?




Desarrollar equipos, herramientas, tecnologías y procesos que nos facilitenel trabajo

Desarrollar tratamientos médicos que nos mejoren la calidad y esperanza devida

Reducir los efectos de catástrofes naturales

No comprometer el desarrollo de generaciones futuras en el planeta(sostenibilidad de la especie humana a largo plazo)

Conocer mejor el mundo que nos rodea

OBJETIVOS GENERALES DE LA I+D+i




OBJETIVOS GENERALES DE LA I+D+i

Fuente: Comisión Europea(http://ec.europa.eu/research/horizon2020/pdf/press/horizon2020-presentation.pdf)

Crecimiento del PIB en el 2010 respecto el año anterior(%)

Inve

rsió

n pr

omed

io e

n I+

D+ie

ntre

el 2

004-

2009

(M

iles

de M

illon

es d

e €)




Aumentar la productividad de los procesos

Encontrar materiales o procesos constructivos que mejoren la sostenibilidad

Mejorar la seguridad tanto de los trabajadores como de los futuros usuarios

OBJETIVOS DE LA I+D+i EN LA CONSTRUCCIÓN




ENTIDADES QUE INTERVIENEN

Universidades y centros de investigación: Es en donde se dedican más recursos (personal, material, espacios) a la

investigación y desarrollo. Es de donde surge la mayor parte del conocimiento.

Empresas: Pueden investigar y desarrollar ellas mismas con recursos propios (no

es muy habitual en el sector de la construcción) o bien encargar aUniversidades y Centros de Investigación que lo hagan por ellos, o bienuna combinación de ambas (algunas tareas las hace la empresa y otrasla Universidad/Centros de Investigación).

Organismos públicos: Tienen el papel de ‘financiadores’ de la investigación.

Sociedad: Los beneficiarios últimos de la investigación.




…Y LAS PERSONAS

Universidades y centros de investigación Investigadores seniors: En las universidades combinan la investigación con la

docencia. En los centros de investigación se dedican principalmente a lainvestigación y raras veces a la docencia. Planifican y supervisan el trabajo querealiza un investigador junior. Poseen el título de Doctor y han sido antesinvestigadores juniors.

Investigadores juniors: En la universidad, son generalmente alumnos de Máster oDoctorado, o bien investigadores recién doctorados. En centros de investigación sonempleados que se dedican a investigar, aunque suelen poseer titilo de Master oDoctor. Pueden realizar ellos mismos ensayos o bien ayudarse de un técnico deLaboratorio.

Técnicos de laboratorio: Son los que ayudan a los investigadores junior a realizarensayos en laboratorio o campo, pero no analizan resultados, ni toman decisiones.Se emplea esta figura cuando el investigador necesita realizar muchos ensayos y nodispone de tiempo, o bien, cuando el manejo de equipos de ensayo puede serdelicado y se precisa de un Técnico de Laboratorio especializado.




…Y LAS PERSONAS

Empresa constructora: Ingenieros: son los que diseñan nuevos prototipos o procesos y deciden en

qué y cómo se van a introducir innovaciones. Generalmente pertenecen alDepartamento de I+D+i de la empresa

Trabajadores de la empresa: son los que fabrican los prototipos o bienaplican nuevos procesos, bajo las instrucciones de los ingenieros.

Entes públicos: Promotores: Detectan necesidades en la sociedad o en el tejido

productivo, y proponen líneas de investigación a financiar. Supervisores: Vigilan periódicamente a las empresas o

universidades/centros de investigación que cumplan los hitos marcados enel proyecto de investigación al que financian comprobando que el dinerose gestiona según lo previsto.




TAREAS DE LOS INVESTIGADORES JUNIOR Búsqueda de información (‘Estado del Arte’): Es el punto de partida de cualquier

investigación. Se detectan posibilidades de mejora en el estado actual del conocimientode la técnica sobre una determinada temática.

Ensayos en laboratorio: Para averiguar como se comportan materiales, componentes oprototipos.

Ensayos en campo: Para conocer cómo se comporta un material o prototipo encondiciones reales.

Simulaciones numéricas: Son ‘ensayos virtuales’ que se realizan por computador. Seemplean softwares que incorporan modelos físicos (formulas) que reproducen fenómenosfísicos. Sirven para comprender mejor lo que pasa, o bien para ahorrarnos ensayos reales(pueden ser muy costosos)

Análisis de resultados: finalizados los ensayos o simulaciones, hay que analizar losresultados y establecer unas conclusiones; pueden confirmar o rebatir una ‘hipótesis departida’

Escribir artículos científicos y participar en congresos: Sirve para hacer públicos losresultados de las investigaciones. Los artículos son revisados por expertos en la materia.No todo se publica, sólo lo mejor.

Impartir docencia: Clase practicas, generalmente. De forma esporádica.




TAREAS DE LOS INVESTIGADORES SENIOR

Planificar y supervisar: A los investigadores junior, marcándoles una línea detrabajo.

Gestionar: Los recursos económicos que se disponen para comprar materiales,equipos y contratación de investigadores

Elaborar propuestas de investigación: Para presentarse a convocatorias publicaso bien que sean financiadas por empresa privadas.

Difusión: Participan en la elaboración de artículos científicos, congresos, cursosde verano, etc.

Transferencia del conocimiento: Detectan resultados de investigación quepueden ser patentables, participando en la redacción y solicitud de la misma.

Impartir docencia: En la Universidad, clase teóricas y practicas. Son responsablesde asignaturas.

Documents

2.1.(eng-esp)