3/2016, Tutkimus ja innovaatiot

Kokeilut osana kokeellista tutkimusta Kajaanin ammattikorkeakoulussa

Luukkonen pääkuva

Kokeellisuus on keskeinen osa soveltavaa tutkimusta, jota ammattikorkeakouluilla tehdään. Miten kokeileminen soveltuu tutkimukseen ja mitä sillä oikeastaan tarkoitetaan? Kokeilukulttuuri on yksi hallitusohjelman kärkihankkeista: siinä pyritään madaltamaan kynnystä ja lisäämään kokeiluja muun muassa valtion, kuntien, maakuntien ja kansalaisten tasolla. Tavoitteena on parantaa palveluja, lisätä omatoimisuutta ja edistää yrittäjyyttä.  Esimerkki valtion tason strategisista kokeiluista on perustulokokeilu.

Kokeilukulttuuria geopolymeerien parissa

Kokeilukulttuuria edustaa Kajaanin ammattikorkeakoulussa jo useita vuosia jatkunut geopolymeeriteknologian tutkimus. Geopolymeerit ovat monipuolisia materiaaleja, joita voidaan valmistaa useista teollisista sivutuotteista yksinkertaisia valmistustekniikoita hyödyntäen. Tutkimus on monialaista ja se yhdistää muun muassa kemian, materiaali-, rakennus- ja ympäristötekniikan osaamista. Geopolymeereistä on kaavailtu esimerkiksi matalan hiilijalanjäljen vaihtoehtoa perinteiselle portlandsementille, joka valmistetaan kalkkikivestä korkeassa lämpötilassa. Kajaanin ammattikorkeakoulussa on kehitetty toimivia geopolymeereihin perustuvia ratkaisuja vedenkäsittelyyn, rakennustuotteisiin ja tienrakennukseen liittyen.

Kokeilukulttuuri toteutuu tässä työssä varsin nopeana tutkimuskysymyksien viemisenä kokeellisiksi: esitestejä tehdään runsaasti. Alan kirjallisuudesta etsitään keskeiset tiedot, joiden pohjalta voidaan esitestien avulla iteroida kohti onnistunutta ratkaisua. Tällöin tutkimuskysymysten ja hypoteesien täytyy olla selkeitä. On hyvä pitää mielessä, että lähestymistapaan liittyy kuitenkin riski: esitestit eivät välttämättä johda haluttuun lopputulokseen ja koemäärä kasvaa. Tehdään paljon kokeita, mutta ne saattavat johtaa negatiivisiin tuloksiin.

Lähes päinvastainen tapa on soveltaa tilastollista koesuunnittelua, jossa minimimäärällä kokeita saadaan selville erilaisten muuttujien tasot optimituloksen saavuttamiseksi. Tilastollista koesuunnittelua varten vaaditaan kuitenkin perusymmärrys systeemissä vaikuttavista muuttujista – eli kokeiluja. Kajaanin ammattikorkeakoulussa on toimittu juuri näin: kokeilujen avulla on haettu esimerkiksi geopolymeerien rakenteeseen vaikuttavien muuttujien järkeviä lukuarvoja, joita on sitten optimoitu tilastollisten menetelmien kautta.

Opiskelijat ovat olleet geopolymeeritutkimuksessa mukana erilaisten projekti- ja opinnäytetöiden kautta. Esimerkkejä toteutetuista projekteista ovat rakennustekniikan insinöörityöt. Näistä muiden muassa yksi työ liittyi geopolymeeribetonin soveltamiseen perinteisen betonin korvaajana (sementtivapaa betoni) sekä toinen, jossa selvitettiin portlandsementin osittaista korvaamista ruiskubetonimassassa. Lisäksi on tehty vielä kokeilevampia opiskelijatöitä geopolymeerimassan käyttämisestä alumiinivalumuotin materiaalina ja yksi teollisuusrobotti on saanut jalustan geopolymeeribetonista. Geopolymeerejä on tarkasteltu myös kaupallistamisnäkökulmasta. Opiskelijavoimin on kehitetty geopolymeereihin liittyviä liiketoimintamalleja, tutkittu rahoitusmahdollisuuksia sekä toimitusketjun hallintaan liittyviä asioita.

Jätevedenpuhdistamo
Kuva 1. Geopolymeerisuodattimien kokeilua Kajaanissa sijaitsevalla Peuraniemen jätevedenpuhdistamolla.

Ammattikorkeakoulujen ja yliopistojen erot kokeilukulttuurissa?

Onko ammattikorkeakoulujen ja yliopistojen välillä selkeitä eroja kokeilukulttuurin näkökulmasta? Yliopistojen tutkimus, vaikka onkin menossa jatkuvasti soveltavampaan suuntaan, on perustutkimusluonteisempaa. Reaktiot ja materiaalit pyritään ymmärtämään syvemmin. Ammattikorkeakoulujen tutkimus on käytännöllisempää. Yksi keskeinen ero tutkimuksen tekemisessä on julkaiseminen: yliopistot tähtäävät tiedejulkaisuihin, mitä vaatimusta ei ammattikorkeakouluilla ole. Ammattikorkeakoulujen yksi tulosindikaattori ovat myös syntyvät julkaisut, mutta niitä ei ole rajattu pelkästään vertaisarvioituihin sarjajulkaisuihin. Tämä vapauttaa tutkimukselta resursseja viedä tutkimusta nopeammalla aikataululla eteenpäin, mutta poistaa erään tieteelliseen metodiin liittyvän laadunvarmistuksen. Ei tiedejulkaiseminen kuitenkaan poissuljettua ole ammattikorkeakouluissakaan ja esimerkiksi Kajaanin ammattikorkeakoulun geopolymeeritutkimuksia (yhteistyössä esimerkiksi Oulun yliopiston kanssa) on julkaistu useissa tiedelehdissä. Yritysten ja varsinkin pk-sektorin tutkimus on vielä pidemmälle vietyä ”olennaiseen” keskittymistä rajallisista resursseista ja tulostavoitteista johtuen.

Toimintamalli ammattikorkeakoulujen, yliopistojen ja yritysten keskiössä

Kajaanin ammattikorkeakoulussa on havaittu, että esimerkiksi geopolymeeritutkimus on parhaimmillaan juuri yhteistyössä yliopistojen ja yritysten kanssa. Eräs esimerkki on typenpoistoon kehitetty adsorbenttimateriaali. Kehitystyö alkoi vuonna 2013 EAKR-rahoitteisessa GeoMaterials-hankkeessa, jossa materiaalin valmistusta, ominaisuuksia ja käytettävyyttä tutkittiin laboratorio- ja kenttäkokeiden avulla. Yritykset tarjosivat hankkeessa raaka-aineita ja testiympäristöjä, yliopisto erityisesti analytiikan osaamista ja Kajaanin ammattikorkeakoulun rooli oli kehittää valmistustekniikkaa. Lupaavien tulosten pohjalta laadittiin uusi Tekes-rahoitteinen tutkimushanke GeoSorbents. Tässä vuoden 2016 loppuun jatkuvassa hankkeessa materiaalin kaupallistamista on vetänyt Aquaminerals Finland Oy. Sen yhtenä tärkeänä havaintona voidaan pitää sitä, että projektitutkijoiden työajan tilanteenmukainen ja joustava jakautuminen yrityksen, ammattikorkeakoulun ja/tai yliopiston välille on tehokas toimintatapa. Tällöin tutkimustulokset tulevat aidosti hyödynnettyä.

Kirjoittajat

Tero Luukkonen, FT, projektitutkija, Kajaanin Ammattikorkeakoulu Oy, tero.luukkonen(at)kamk.fi
Kimmo Kemppainen, Ins. (AMK,yl), projektipäällikkö, Kajaanin Ammattikorkeakoulu Oy, kimmo.kemppainen(at)kamk.fi
Antti Rimpiläinen, FM, projektityöntekijä, Kajaanin Ammattikorkeakoulu Oy, antti.rimpiläinen(at)kamk.fi

Edellinen artikkeliSeuraava artikkeli

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *