ArtículosNúmero 18

Los programas europeos de investigación en metrología y su impacto en ciencia, industria y retos sociales

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Dra. Mª Dolores del Campo Maldonado
Directora de la División de Magnitudes Mecánicas e Ingeniería. CEM

Resumen

Desde 2008, cuando comenzaron los primeros proyectos de investigación conjunta financiados dentro del programa iMERA-Plus (7º Programa Marco), los programas europeos de investigación en metrología de EURAMET (EMRP y EMPIR dentro del programa marco Horizonte 2020) están teniendo un impacto significativo en ciencia e industria y están contribuyendo a abordar desafíos sociales relacionados con la salud, la energía y el medioambiente. Estos programas han reunido expertos mundiales en mediciones en proyectos específicos que fortalecen la posición de Europa a la vanguardia de la innovación y contribuyen a nuestra prosperidad económica.

En el año 2020 se lanzó la última convocatoria del programa EMPIR (Programa Europeo para la Innovación e Investigación en Metrología) cuyos proyectos se desarrollarán hasta el año 2023. Como continuidad a este programa, en febrero de 2021, la UE anunció la propuesta de un Partnership en Metrología en el nuevo programa marco de Horizonte Europa (HE).

Este artículo presenta los logros más importantes de los programas europeos de investigación en metrología y las características clave de la nueva iniciativa Partnership en Metrología propuesto.

Palabras clave: metrología, investigación, innovación, Pacto Verde, Horizonte Europa

Abstract

Since 2008, when the first joint research projects funded within the iMERA-Plus programme (7th Framework Programme) started, the EURAMET’s European metrology research programs (EMRP and EMPIR, within the framework programme Horizon 2020) are being impacting significantly in science and industry and are contributing to address societal challenges related to health, energy and environment. These programs have brought together world-class measurement expertise in targeted projects that strengthen Europe’s position at the forefront of innovation and contribute to our economic prosperity.

In 2020 the last call of the EMPIR (European Metrology Programme for Innovation and Research) was launched, whose project will be developed until 2023. In February 2021 the EU announced the proposal for a European Partnership on Metrology under the new framework programme Horizon Europe.

This paper presents the most important achievements of the European Metrology Research Programs and the key features of the proposed Metrology Partnership.

Keywords: metrology, research, innovation, Green Deal, Horizon Europe

El impacto de las iniciativas EMRP y EMPIR

La actividad metrológica es una labor y una responsabilidad que debe desarrollarse a nivel tanto nacional como internacional, esencial para el desarrollo social y económico de los países.  La infraestructura metrológica internacional garantiza que los patrones primarios de medida y las mediciones que estos respaldan sean comparables y aceptadas en todo el mundo. En algunos países, como en España, la declaración de patrones nacionales de medida se encuadra dentro del marco legislativo.

Los desarrollos en metrología son una necesidad para adaptarse a los requisitos de medida de cada momento. Los patrones y métodos de medida son dinámicos, ya no se puede pensar en el artefacto mantenido y guardado celosamente en una caja fuerte por más de un siglo. Hoy los patrones son experimentos y estos evolucionan en paralelo con la ciencia y la tecnología. En la actualidad la necesidad de investigación para asegurar los servicios del futuro, así como las necesidades de desarrollo de la metrología en áreas tecnológicas emergentes, está demandado capacidades de medida que quedan fuera de las posibilidades individuales de los países y de sus institutos nacionales de metrología.

Los Programas Europeos de Investigación en Metrología (EMRP y su sucesor EMPIR) han desarrollado una estructura de colaboración europea e internacional que está impulsando la excelencia investigadora y está permitiendo abordar los grandes desafíos sociales en áreas como la salud, el medio ambiente y la energía, contribuyendo al mismo tiempo a la mejora económica gracias a los retornos generados. La realización de proyectos de investigación a través de las iniciativas EMRP y EMPIR ha permitido a los institutos nacionales de metrología poner en común recursos y conocimientos y reducir la duplicación de capacidades.

A través del análisis de los resultados de los proyectos desarrollados en las iniciativas EMRP y EMPIR se ha estimado un impacto de 1 627 millones de euros en términos de ventas reales y previsiones de ventas de productos innovadores influidos por los programas. De esta cifra, los primeros en adoptar los resultados de la investigación, incluido el sector de la instrumentación y de los laboratorios acreditados, estiman que en torno a 340 millones de euros de beneficios son directamente atribuibles al programa. Se espera que estas cantidades aumenten a medida que se vayan terminando y consolidando resultados de más proyectos.

Los proyectos desarrollados dentro de la temática industria están habilitando a la comunidad metrológica europea en el desarrollo de una mejor infraestructura para la innovación industrial que tiene el potencial de apuntalar el crecimiento económico futuro. Por ejemplo, dentro del EMPIR, la Comisión Europea junto con los gobiernos nacionales han invertido 45 millones de euros en proyectos de investigación colaborativa en temas relacionados con la industria en los que han participado grupos de investigación de 35 institutos nacionales o designados, 37 grupos académicos y 21 empresas.

En el campo de la normalización y la reglamentación, la investigación en metrología respalda el cumplimiento de la reglamentación, así como el seguimiento de su implementación mediante el desarrollo de mediciones más robustas y fiables. Hasta un 43% de los 119 proyectos EMRP tienen una referencia directa a la reglamentación, incluidas la Directiva de energías renovables, la Directiva marco del agua, la Directiva de calidad del aire y el Reglamento de dispositivos médicos. Los consorcios de los proyectos también han realizado 1135 contribuciones a 486 comités de normalización.

En relación con los retos sociales, tres de las temáticas de los programas se centran explícitamente en el impacto social al ayudar a abordar los grandes desafíos de la sociedad en las áreas de salud, medio ambiente y energía. Los proyectos desarrollados se han dirigido a satisfacer las necesidades de datos precisos e instrumentación adecuada en estos ámbitos, con el objetivo de mejorar la capacidad de identificar y comprender mejor los problemas y de diseñar e implementar soluciones efectivas.

Además los programas EMRP y EMPIR han logrado un nivel significativo de integración: 23 países europeos han participado en el EMRP, con una financiación nacional de
219 236 millones de euros, un 10% por encima del objetivo inicial. Al EMPIR, con un presupuesto total de 600 millones de euros, se adhirieron ya 28 países europeos. Los programas mencionados están permitiendo una amplia colaboración en la investigación de metrología, no solo entre los institutos de metrología tradicionales, sino también en las comunidades académicas, industriales y del sector público.

Por ejemplo, en el EMRP se llevaron a cabo 119 proyectos de investigación conjuntos con 957 participaciones de la comunidad de metrológica y 1157 participaciones de hasta 916 organizaciones académicas, industriales y del sector público. Además, 21 países participaron como socios no financiados y hubo 140 participaciones de investigadores no europeos.

Pero como valor añadido, estos programas, además de la capacidad de coordinar recursos y habilidades han sido capaces de alinearse con hitos clave en la investigación en metrología. Por ejemplo, el EMRP y el EMPIR han contribuido a la redefinición del Sistema Internacional de Unidades (SI). La votación para adoptar la redefinición de varias unidades fundamentales tuvo lugar en noviembre de 2018 y para cumplir con esta fecha era fundamental alinear experimentos críticos y comparaciones de medidas. Los investigadores del EMRP publicaron 1358 artículos en revistas revisadas por pares, publicaciones que están por encima de los promedios mundiales en términos de citas, factor de impacto y artículos muy citados y han ido en aumento durante el período de 2008 a 2015 (es decir, antes y durante EMRP). Además, el nivel de artículos revisados por pares con autores de distintos países ha aumentado del 32% al 47%.

En la figura 1 se puede ver un resumen de los estos programas en cifras.

Figura 1. Resumen del EMRP y el EMPIR en cifras (Fuente: EURAMET).

Los compromisos declarados por España para el EMRP y el EMPIR fueron respectivamente de 4 475 026 € y 6 000 000 €, con una posible reserva del 50 % de esas cantidades, por si fuese necesario seleccionar proyectos excelentes en una mayor cuantía a la inicialmente prevista.

Los organismos e instituciones que han participado como primera parte en estos programas y que como tal se han beneficiado de su participación y financiación en sus proyectos han sido, además del CEM los Laboratorios Asociados al CEM: el Real Observatorio de la Armada (ROA), el Instituto de Óptica “Daza de Valdés” (IO-CSIC), el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial “Esteban Terradas” (INTA), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Laboratorio Central Oficial de Electrotecnia (LCOE).

Como ejemplo, en el EMRP España participó en 41 proyectos liderando dos de ellos (uno el CEM y otro CIEMAT) con un retorno total para el país de 6 641 178 € en financiación de proyectos 1 095 168 € adicionales en becas de excelencia y movilidad. Lo que hace evidente el beneficio que tiene para el país la participación en estos programas.

Los Partnership dentro del programa marco Horizon Europe

Los Partnership europeos, dentro del programa marco Horizon Europe, reúnen a la Comisión Europea (CE) y socios públicos o privados para abordar algunos de los desafíos más urgentes de Europa a través de iniciativas concertadas de investigación e innovación. Son una herramienta clave de implementación del programa Horizon Europe con el objetivo de contribuir de forma significativa a lograr las prioridades políticas de la UE y alinearse con los 17 objetivos de desarrollo sostenible establecidos por la ONU. (Figura 2)

Al reunir a socios públicos y privados, los Partnership ayudan a evitar la duplicación de inversiones y contribuyen a reducir la fragmentación del panorama de investigación e innovación en la UE.

Hasta el momento, la CE ha puesto en marcha varios Partnerhips para impulsar las inversiones en investigación e innovación orientadas a buscar soluciones o paliar los principales desafíos climáticos y de sostenibilidad, con el fin de convertir a Europa en la primera economía climáticamente neutra y cumplir el Pacto Verde Europeo. De acuerdo con los objetivos de la transición verde y digital, los Partnerhips también deben enfocarse a cumplir las ambiciones digitales de la UE para la próxima década: la Década Digital de Europa.

Figura 2. Los 17 objetivos de desarrollo sostenible de la ONU (Fuente: ONU)

Esta masa crítica de financiación permite a los Partnerhips buscar soluciones innovadoras a gran escala, por ejemplo, para abordar las emisiones de las industrias intensivas en energía y los sectores difíciles de descarbonizar, como el transporte marítimo y la siderurgia, así como desarrollar y desplegar baterías de alto rendimiento, combustibles sostenibles, herramientas de inteligencia artificial, tecnologías de datos, robótica y más. La puesta en común de esfuerzos, recursos e inversiones de forma conjunta y a gran escala en el marco de las asociaciones también generará impactos positivos a largo plazo, impulsará la competitividad europea y la soberanía tecnológica y creará empleo y crecimiento.

El Partnership Europeo en Metrología

El 23 de Febrero de 2021, la CE realizó un anuncio público [1] con la propuesta de 10 nuevos Partnership, entre los que se encuentra el de Metrología, con el objetivo de acelerar la transición hacia una Europa verde y digital y convertir la industria europea en más resistente y competitiva. Para ello cuenta con un presupuesto de casi 10 000 millones de euros de financiación que los participantes de las distintas propuestas deben al menos igualar ya que la financiación es al 50 % entre los participantes y la CE. Se espera que esta contribución combinada movilice inversiones en apoyo de la transición energética y digital y genere un impacto positivo a largo plazo en el empleo, el medioambiente y el bienestar social.

La principal orientación de estos 10 Partnerships es mejorar la preparación y la respuesta de la UE a las enfermedades infecciosas, desarrollo de aviones eficientes con bajas emisiones de carbono, apoyar el uso de materias primas biológicas renovables en la producción de energía, aseguran el liderazgo europeo en tecnologías digitales e infraestructuras, y hacer más competitivo el transporte ferroviario.

De estos 10 Partnerships propuestos, 9 de ellos están basados en el Artículo 187 del Tratado de Funcionamiento de la Unión Europea (TFUE) mientras que el de Metrología se basa en el Artículo 185 del TFUE.

El Artículo 187 del TFUE especifica que la UE podrá crear empresas comunes o cualquier otra estructura que se considere necesaria para la correcta ejecución de los programas de investigación y de desarrollo tecnológico. Por su parte el Artículo 185 expone que, en la ejecución del programa marco plurianual, la UE podrá prever, de acuerdo con los estados miembros interesados, su participación en programas de investigación y desarrollo emprendidos por varios de ello, incluida la participación en las estructuras creadas para la ejecución de dichos programas.

Figura 3. El programa europeo Horizonte Europa (Horizon Europe). Fuente: CE.

El procedimiento de aprobación es diferente en ambos casos [1]. En el primero, los Partnerships establecidos de acuerdo con el Artículo 187, la aprobación debe realizarse a través de una Acta Única Básica (Single Basic Act) adoptada por el Consejo de la UE, tras un proceso de consulta con el Comité Económico y Social mientras que el Partnership en Metrología se aprueba por decisión del Parlamento Europeo y del Consejo tras un proceso de consulta con el Comité Económico y Social. En el momento de escribir este artículo se está en el proceso de aprobación esperando que este concluya en el último trimestre de 2021.

Ante el anuncio por parte de la CE, Duncan Jarvis, Secretario General de EURAMET declaró [2]:

“I am delighted to see that the Commission’s proposal reflects our previous discussions and suggestions. The proposal not only builds on the progress achieved under the European Metrology Research Programmes, but also aims to break new ground by contributing to the development of self-sustaining, coordinated metrology infrastructures, with the capacity to continue research and innovation after 2030”.

(“Me complace ver que la propuesta de la Comisión refleja nuestros debates y sugerencias anteriores. La propuesta no solo se basa en los avances logrados en el marco de los programas europeos de investigación en metrología, sino que también pretende abrir nuevos caminos contribuyendo al desarrollo de infraestructuras de metrología autónomas y coordinadas, con capacidad para continuar la investigación y la innovación después de 2030”.)

El Partnership en Metrología propuesto tiene como objetivo desarrollar una infraestructura metrológica europea eficaz, coordinada y autosuficiente más allá de 2030. Como pilar de una sociedad industrializada y cada vez más globalizada y digital, esta propuesta destaca el importante papel que desempeñará la metrología en la innovación y en la resolución de algunos de los mayores desafíos de Europa, desde la asistencia sanitaria hasta el cambio climático.

Los objetivos principales del Partnership en Metrología incluyen:

  • El establecimiento de redes europeas de metrología sostenibles en áreas emergentes capaces de competir con los mejores a nivel mundial. Las redes tendrán un fuerte enfoque hacia las partes interesadas y sus necesidades y un papel significativo en el desarrollo de la agenda estratégica de investigación e innovación del
  • La financiación de proyectos de investigación conjunta que aumenten y aceleren la innovación utilizando soluciones, capacidades e infraestructura metrolológicas; resultando en un volumen de negocio, de productos y servicios nuevos o significativamente mejorados.
  • Incrementar y coordinar el papel de la metrología en el diseño e implementación de la reglamentación y normalización para fomentar la toma de decisiones basada en evidencias y sustentar las políticas públicas.
  • Compromiso con las partes interesadas a lo largo de la cadena de valor de la metrología para maximizar la adopción de tecnologías emergentes y la contribución para abordar los principales desafíos sociales.

El impacto esperado del Partnership en Metrología es múltiple, ya que sus objetivos apoyaran una amplia gama de políticas europeas, comercio y servicios públicos. Además debe también paliar los problemas detectados y aun no resueltos por los programas anteriores (EMRP y EMPIR). De acuerdo con la consulta pública abierta acerca de esta iniciativa, en la que hubo 225 participantes entre investigadores, academia, empresas, etc [3]. Los encuestados pusieron de relieve una serie de cuestiones, como la insuficiente explotación industrial, la falta de cooperación de los institutos nacionales de metrología (INM) con la base científica más amplia (academia, centros de investigación, etc), las diferencias de capacidad entre los Estados miembros de la UE, la insuficiente movilidad de los investigadores dentro de los INM y la falta de compromiso con los organismos europeos de normalización.

Principales características del Partnership Europeo en Metrología

En el borrador del Ácta Única Básica [3] se establece una contribución financiera de la EU al Partnership en Metrología de hasta 300 M€, aunque es probable que esta cantidad pueda aumentar con la participación de países asociados a HE. Existe la posibilidad de que entre estos últimos se encuentre Estados Unidos ya que responsables americanos y de la UE están, en estos momentos, explorando vías para impulsar la participación de investigadores americanos en el programa Horizonte Europa.

Esta contribución de la UE debe ser igualada por las contribuciones de los Estados participantes ya que la financiación es al 50 % como se ha comentado anteriormente. La contribución financiera de la UE se abonará con cargo a los créditos del presupuesto general asignados a programa específico por el que se ejecuta Horizonte Europa. EURAMET será la organización responsable de la coordinación del Partnership.

Figura 4. El pacto verde europeo (Fuente: CE)

Las actividades que apoyará el Partnership serán muy amplias, por un lado financiará acciones directas en forma de subvenciones tras convocatorias de propuestas transnacionales abiertas y competitivas organizadas por EURAMET (como se ha venido haciendo en el EMRP y EMPIR); así como actividades financiadas por los Estados participantes sin la contribución financiera de la UE para el desarrollo de capacidades en metrología a diferentes niveles tecnológicos con el objetivo de lograr un sistema de metrología equilibrado e integrado en los Estados participantes.

En el primer grupo de actividades en [4] se destacan las siguientes líneas principales:

  1. acciones científico-técnicas al servicio de la metrología científica fundamental que sienten las bases para todas las etapas sucesivas, incluida la investigación y desarrollo en metrología aplicada y los servicios relacionados con la metrología;
  2. investigación en metrología para aportar soluciones a los retos sociales, centrándose en las contribuciones a la energía, la salud y el clima, y para desarrollar proyectos en redes europeas específicas de metrología que aborden estos retos
  • investigación para desarrollar nuevos instrumentos de medición con vistas a la asimilación por la industria de tecnologías metrológicas para fomentar la innovación en la industria;
  1. investigación y desarrollo prenormativos y co-normativos en metrología para apoyar la ejecución de políticas y reglamentos, y acelerar la comercialización más rápida de productos, soluciones y servicios.

Estas cuatro líneas principales esbozan ya las posibles temáticas en las convocatorias de proyectos: pacto verde, salud, industria, etc.

Entre las actividades previstas directamente financiadas por los Estados miembros a través de  EURAMET se proponen:

  1. actividades en el marco de los programas nacionales de los Estados participantes, tales como proyectos transnacionales que contribuyan a las prioridades establecidas en una red europea de metrología y en los comités técnicos de EURAMET;
  2. acciones de difusión y explotación de los resultados de la investigación en metrología;
  • acciones que aborden, de manera específica, los institutos de metrología que tengan escasas o nulas capacidades científicas, ayudándolos a utilizar otros programas de la UE, nacionales o regionales con fines de formación y movilidad, cooperación transfronteriza o inversión en infraestructura de metrología;
  1. la organización de actividades externas de difusión y transferencia de conocimientos para promover el Partnership y maximizar su impacto

Estas líneas de acción de nuevo abren la posibilidad de financiar proyectos de desarrollo de capacidades o becas de movilidad de investigadores como se ha venido haciendo en el EMRP y el EMPIR.

Cada año EURAMET deberá presentar un programa de trabajo que tendrá que ser aprobado por la CE y deberá invitar a personas u organizaciones de la comunidad investigadora en metrología y de la cadena de valor general de la metrología a que sugieran posibles temas de investigación. Además, al igual de nuevo que en los programa anteriores deberá fomentar y apoyar la participación de otras entidades, a parte de los INMs y los Institutos Designados.

Los organismos rectores del Partnership, serán el Comité del Partnership, la Secretaría de EURAMET y el Grupo Director. El papel del Comité del Comité del Partnership y de la Secretaría de EURAMET será similar al de los anteriores programas, pero se ha introducido un nuevo órgano: el Grupo Director. Éste será un órgano consultivo, nombrado por la CE, que asesorará sobre las prioridades emergentes en investigación en metrología a escala europea. Estará formado por 12 miembros: cuatro representantes de los reguladores y organismos de normalización europeos designados por EURAMET, cinco representantes de diferentes asociaciones europeas, el presidente de EURAMET, un representante de la CE y un representante de un ministerio nacional que no forme parte del personal de ningún INM.

Conclusión

Los programas europeos en investigación en metrología lanzados hasta el momento, EMRP y EMPIR, han demostrado ser exitosos. El beneficio obtenido por la infraestructura metrológica nacional es calculable en términos económicos pero incalculable en experiencia y desarrollo de capacidades tanto personales de nuestros investigadores como tecnológicas.

El lanzamiento del Partnership europeo en metrología es una magnífica ocasión para dar un nuevo paso adelante en la mejora de nuestras capacidades de medida y calibración en apoyo a la industria, la ciencia y la sociedad española.

El programa está abierto a la participación de las industrias, universidades, centros tecnológicos y otras instituciones públicas o privadas que estén interesadas en la temática del mismo. Para mayor información pueden consultar la página de EURAMET (https://msu.euramet.org/) o ponerse en contacto con los expertos del CEM a través de la web www.cem.es o directamente.

Referencias

[1] https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_21_702

[2] https://www.euramet.org/publications-media-centre/news/news/ec-proposal-for-a-european-partnership-on-metrology-published0/?tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&cHash=171c3d80bbc0fddfc888224ef94b3280

[3] https://sciencebusiness.net/news/us-and-eu-look-ways-boost-american-participation-horizon-europe-rd?utm_source=Science%7CBusiness+Newsletters&utm_campaign=996883626b-EMAIL_CAMPAIGN_4_26_2021_17_43_COPY_01&utm_medium=email&utm_term=0_179178d214-996883626b-138190293

[4] https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/PDF/?uri=CELEX:52021PC0089&from=EN

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