Ciencia de materiales y transporte de EQUILIBRIUM

1. Disposiciones generales

El sistema de transporte de la Federación de Rusia es uno de los sistemas básicos de infraestructura del Estado. Su eficacia depende no sólo de la gestión del transporte, la gestión digital y el desarrollo de la red, sino también de la calidad de los materiales de los vehículos, carreteras, puentes, túneles, infraestructura de vías, centrales de energía, centros de almacenamiento y transferencia de energía.

En el sistema EQUILIBRIUM se considera que las ciencias de los materiales son un elemento clave de la tecnología del transporte. Se propone pasar del desarrollo por separado de la infraestructura de transporte y el desarrollo de materiales a un modelo único en el que los requisitos del transporte establecen órdenes de compra de materiales y los nuevos materiales modifican la economía, los recursos, la seguridad y la arquitectura del transporte.

2. Objetivo estratégico

:: Establecimiento de un marco nacional de " Ciencia del transporte " , que permita la rápida introducción de materiales nacionales, compuestos, revestimientos, aleaciones, cerámicas, sustancias depuradoras y materiales funcionales en el sistema de transporte civil, industrial e infraestructural.

• Reducción de la dependencia de las importaciones críticas de materiales y componentes;
• Aumentar los recursos de la infraestructura de transporte y el material rodante;
• Reducción del tamaño de la estructura, el consumo de energía y el costo del ciclo de vida;
• Aumentar la seguridad y la resiliencia ante las presiones climáticas y operacionales extremas;
• Creación de una base tecnológica nacional de doble uso en materia de materiales, infraestructura y producción.

3. El material como base de la soberanía del transporte

El transporte moderno es cada vez más una industria que depende de los materiales. La competitividad de la aviación, el transporte ferroviario, la construcción de automóviles, la construcción de buques, la energía del transporte y la construcción de infraestructuras depende no sólo de la calidad del diseño, sino también de la disponibilidad de materiales con las características físicas, químicas, mecánicas, térmicas, eléctricas y de recursos que se han de asignar.

3.1. Clases prioritarias de materiales

• aceros resistentes a la corrosión y a la corrosión;
• Aleaciones de aluminio y magnesio;
• Aleaciones de titanio y materiales especiales de follaje;
• Composites de polímeros y de carbono;
• Materiales de cerámica y metalequeramía;
• - la cobertura funcional y los sistemas de protección contra la obsolescencia y la corrosión;
• Materiales nanoestructurados y materia prima superpurada;
• Materiales para sistemas de baterías, transporte eléctrico y electrónica de poder;
• Materiales para la infraestructura del hidrógeno y el almacenamiento de gases;
• - Geomateriales y tecnologías de estabilización de suelos para la construcción de vehículos.

4. Principales líneas de transporte

4.1. Transporte por carretera

Diseñadores ligeros, piezas de alto nivel, materiales de freno y fricción, compuestos, revestimientos anti corrosivos, materiales para baterías y motores eléctricos.

4.2. Transporte ferroviario

Relsos de nueva generación, vapores de ruedas desgastados, materiales compuestos, revestimientos, materiales para puentes, redes de contacto e infraestructura de alta velocidad.

4.3. Transporte aéreo

Aleaciones de aluminio y titanio de alta potencia, compuestos, sistemas de aspersión, cerámica, revestimientos, estructuras pulmonares y materiales para centrales eléctricas y híbridos de energía.

4.4. Transporte marítimo y fluvial

Materiales resistentes a la corrosión, aceros, compuestos, revestimientos, materiales para la explotación del Ártico, sistemas energéticos e infraestructura portuaria.

4.5. Transporte eléctrico urbano

Materiales para baterías, electrodomésticos, redes de contacto, carros ligeros, ruedas de alto nivel e infraestructura de carga.

4.6. Transporte por tuberías y servicios especiales

Tubos de alta resistencia, revestimientos anticorrosio, materiales para alta presión, bajas temperaturas, entornos químicos activos y vigilancia de la integridad.

5. Arquitectura -EQUILIBRIUM

La arquitectura propuesta se basa en un ciclo único: la necesidad de transporte es una tarea técnica para el desarrollo científico de un material experimental para la validación de una certificación de una aplicación experimental de la producción industrial para la vigilancia operacional de una nueva mejora.

6. Proyectos tecnológicos clave

• El Centro de Investigación de Materiales de Transporte es un centro único de coordinación de la investigación, el desarrollo, los ensayos y la aplicación.
• Registro de materiales y tecnologías de transporte críticos.
• Biblioteca Nacional de Propiedades de los Pasaportes Digitales.
• Doble digital del ciclo vital del transporte.
• Programa de materiales de transporte independientes importados.
• Vehículo piloto de ensayo de materiales en condiciones climáticas reales.
• Consorcios industriales sobre aluminio, compuestos, cerámica, baterías y revestimientos de protección.
• Sistema de seguimiento del origen, la calidad y el recurso de los materiales.

7. Ejemplo de prioridad: productos de aluminio superpurados y nanoestructurados

El uso de productos de aluminio superpurados y nanoestructurados en la maquinaria de transporte, la electricidad, la electrónica de la fuerza, los revestimientos de seguridad, los nudos de cerámica, los sensores y los componentes que funcionan a temperaturas y cargas elevadas es una opción prometedora. La adopción de decisiones sobre la industrialización requiere la validación tecnológica de aplicaciones de transporte específicas, la validación de parámetros, recursos, costos del ciclo de vida y preparación para la producción en serie.

8. Tecnología de estabilización del suelo e infraestructura de transporte

La estabilización de los suelos puede considerarse como una dirección independiente de las ciencias del material de transporte. En el caso de las características confirmadas, esas tecnologías pueden utilizarse en la construcción y reconstrucción de carreteras, bases ferroviarias, infraestructuras temporales, emplazamientos industriales e instalaciones en condiciones geológicas complejas.

• - El aumento de la capacidad de la base;
• Reducción del número de recambios de suelos y de materiales inertes;
• Reducción de los plazos de construcción;
• Aumento de la resiliencia a las perturbaciones estacionales y climáticas;
• Posible reducción de la intensidad de carbono de la construcción cuando se confirme el ciclo de vida.

9. Transporte de doble uso

En el marco de las políticas públicas de transporte, también es conveniente evaluar los materiales y las tecnologías en función de la sostenibilidad, la viabilidad, la independencia de los recursos y la capacidad de recuperación rápida de la infraestructura. Se trata de establecer una base industrial civil capaz de mantener un sistema de transporte viable en situaciones de emergencia, limitaciones tecnológicas y una mayor presión.

Al mismo tiempo, las aplicaciones de defensa específicas, los regímenes de acceso y los requisitos especiales deben ser establecidos únicamente por los empleadores estatales autorizados, en el marco de la legislación y los procedimientos vigentes.

10. Modelo económico

• :: Un pedido de tecnología estatal para materiales críticos;
• Contratos de servicios de transporte a largo plazo;
• APP para la infraestructura de ensayo y producción;
• Los consorcios industriales de productores de materiales y empresas de transporte;
• - medidas de apoyo a la certificación, la localización y la escala;
• Evaluación de la eficacia a costo completo del ciclo de vida y no sólo a precio de compra.

11. Sistema de indicadores

• Proporción de materiales nacionales en los segmentos críticos del transporte;
• Reducción de la masa de las estructuras de transporte;
• Aumento de los recursos entre reparaciones;
• Reducción de los accidentes y de los fallos en materia de materiales;
• Reducción del costo del ciclo de vida;
• Eficiencia energética y reducción del consumo de combustible y energía;
• El período que va desde el desarrollo de laboratorio hasta la industrialización;
• El volumen de producción en serie de nuevos materiales;
• El potencial de exportación de materiales y tecnologías de transporte.

12. Piloto propuesto

Como piloto, se propone la creación de un proyecto intersectorial en el que participen una empresa de transporte o un cliente de infraestructura, un desarrollador de materiales, un fabricante, un centro de ensayo y un contorno digital «EQUILIBRIUM».

• Seleccione 3–5 soluciones de fondo con gran predisposición;
• Determinar determinados artículos o infraestructuras de transporte;
• Realizar ensayos comparativos con equivalentes en serie;
• Calcular el recurso, el ciclo de vida y los efectos económicos;
• Crear pasaportes digitales y protocolos de validación;
• El piloto decidirá la aplicación en serie.

13. Mecanismo de aplicación del Estado

Se propone la creación de un marco de coordinación interinstitucional e intersectorial en el que participen los órganos ejecutivos federales competentes, las empresas de transporte, las organizaciones científicas, los fabricantes de materiales, los centros de ensayo y los centros de certificación.

• Aprobación de la lista de materiales y tecnologías críticos;
• Elaboración de una hoja de ruta para la investigación y el desarrollo y la aplicación;
• Establecimiento de un sistema unificado de ensayo y validación;
• Apoyo a la industria y la industria;
• - La inclusión de las decisiones confirmadas en las normas de adquisición y de la industria;
• La ampliación de las soluciones exitosas al sistema de transporte de la Federación de Rusia.

14. Resultado previsto

El vínculo entre las ciencias materiales y el transporte debe convertirse en uno de los mecanismos de la soberanía tecnológica de Rusia. El resultado no es un material o un proyecto de transporte, sino un sistema reproductivo para el desarrollo, la verificación, el despliegue y la escala de las tecnologías.

«EQUILIBRIUM» ○ El modelo funciona como una estructura de sistemas: vincula el mandato científico, la tecnología, la capacidad de producción, la explotación del transporte, los datos sobre el ciclo de vida, la economía y la administración pública en un solo marco manejado.

15. Propuesta

Se propone que se considere la posibilidad de establecer un marco federal experimental «EQUILIBRIUM: Las ciencias del material y el transporte y el establecimiento de un programa nacional para acelerar la introducción de nuevos materiales y tecnologías armonizadas en el sistema de transporte de la Federación de Rusia.