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Os oito experimentos selecionados pela Agência Espacial Brasileira (AEB/MCT) para ir ao espaço passaram pela última fase de testes, ocorrida na Rússia no final de semana passado. A Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) é responsável por dois desses experimentos. Agora, a aprovação é definitiva, o que significa a inclusão dos equipamentos desenvolvidos pela UFSC no vôo da Soyuz TMA-8 para a Estação Espacial Internacional (ISS).

Segundo a AEB, o astronauta brasileiro, Marcos Pontes, recebeu instruções de como operar os experimentos na ISS. Esse treinamento foi acompanhado por dois especialistas da delegação brasileira que está na Rússia — um do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe/MCT) e outro do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE/CTA).

No próximo dia 29, às 23h30min (horário de Brasília), Pontes embarca para a primeira viagem espacial científica do País.

Rumo à ISS – As pesquisas que representarão Santa Catarina na Missão Centenário são realizadas por dois laboratórios do Departamento de Engenharia Mecânica (EMC/UFSC): Laboratório de Energia Solar / Núcleo de Controle Térmico de Satélites (Labsolar/NCTS) e Laboratório de Combustão e Engenharia de Sistemas Térmicos (Labcet). Apesar de resultarem em equipamentos distintos, os projetos são dedicados ao desenvolvimento de sistemas que auxiliem no controle térmico de satélites.

Evaporadores regulam temperatura em satélites

O Labcet trabalha há cerca de uma década no desenvolvimento de sistemas de refrigeração para equipamentos utilizados em área espacial. Entre os dispositivos desenvolvidos, estão os evaporadores capilares, que agora serão testados em ambiente de microgravidade. “Essa é uma tecnologia que pode ser utilizada no resfriamento de componentes eletrônicos presentes em satélites”, explica o pesquisador do Labcet Eduardo Reimbrechet.

Coordenada pelo professor do Departamento de Engenharia Mecânica Edson Bazzo, a pesquisa resultou em um sistema de regulação térmica que tem por objetivo reduzir a variação de temperatura no interior de satélites. Esse sistema, que será testado durante a Missão Centenário, é formado, basicamente, por dois evaporadores capilares, além de um condensador e um reservatório de água. Ao receber o calor gerado por equipamentos eletrônicos, os evaporadores bombeiam a água, em forma de vapor, até o condensador, em um processo que acaba por reduzir a temperatura interna.

De acordo com Reimbrechet, o reservatório presente no sistema permite o controle da temperatura de operação, por meio de um software. “Com isso, é possível determinar em que temperatura o sistema irá operar – um dos principais diferencias de nosso projeto”, afirma. Outras vantagens do equipamento, segundo o pesquisador, se referem à autonomia – não há necessidade de utilizar energia elétrica – e também à durabilidade. “O componentes não se desgastam com facilidade, fator muito importante na produção de satélites.”

Os dados coletados durante o experimento em ambiente de microgravidade serão armazenados em um cartão eletrônico e analisados pelos pesquisadores do Labcet. “Poderemos avaliar o comportamento do sistema, observando as diferenças em relação aos experimentos realizados em Terra”, diz Reimbrechet.

Minitubos garantem funcionamento de equipamentos

A pesquisa que o Labsolar testará durante a Missão Centenário tem como foco a transferência do calor produzido por componentes eletrônicos instalados em satélites. Segundo a professora do EMC Márcia Mantelli, que coordena a projeto, o controle térmico é de extrema importância para o bom funcionamento de qualquer equipamento. “Se abrirmos um laptop, por exemplo, veremos que há em seu interior um sistema de dissipação de calor, sem o qual o computador não trabalha”.

A professora explica ainda que quanto menor o equipamento, maior a necessidade de controlar a temperatura dos componentes eletrônicos. No caso dos satélites, a diminuição do tamanho está diretamente ligada ao seu custo de produção – quanto menor, mais barato. “Por isso é necessário que sejam pesquisadas formas de controle térmico nesses aparelhos, principalmente em países como o Brasil, onde são produzidos satélites de pequeno porte”, afirma Márcia.

Tubos de calor – A tecnologia desenvolvida pelos pesquisadores do Labsolar para controlar o calor gerado no interior dos satélites utiliza tubos de metal ocos – com paredes internas revestidas por um material poroso – preenchidos com água e selados em suas extremidades. Ao receber o calor dissipado por componentes eletrônicos, a água presente no meio poroso se evapora. Esse vapor se encaminha para a outra extremidade do tubo, onde calor é removido e o líquido é condensado. “Com isso, inicia-se o processo de redução da temperatura”, explica a professora.

Estudos desenvolvidos no Laboratório já revelaram que a condutividade térmica proporcionada por esse sistema – ou seja, sua capacidade de transferir calor — pode ser até mil vezes maior que a atingida por condução de calor em dissipadores convencionais. Agora, com a ajuda do astronauta brasileiro, os pesquisadores da UFSC pretendem descobrir como essa tecnologia se comporta em ambiente de microgravidade – onde a gravidade se aproxima de zero.

Para isso, serão levadas na viagem duas placas espalhadoras de calor – do tamanho de um cartão telefônico – constituídas por vários minitubos em paralelo. A estrutura desses dispositivos lembra um sanduíche, formado por duas chapas de cobre e recheado por tubos roliços. Conforme a professora Márcia, essa tecnologia é inovadora, principalmente em relação a seu processo de fabricação, desenvolvido no Brasil. “A tecnologia parece adequada para uso em satélites menores, pois além de barata, o dispositivo é pequeno e muito eficiente”, afirma Márcia.

O astronauta Marcos Cesar Pontes receberá treinamento para realizar os experimentos selecionados pela Agência Espacial Brasileira (AEB). Os dados coletados durante a Missão ficarão armazenados em um cartão eletrônico, pois o todo o material levado, incluindo equipamentos, será descartado para diminuir o peso da nave ao voltar à Terra.

Ao final da viagem, os pesquisadores do Labsolar devem analisar os dados armazenados no cartão. Além da professora Márcia, participam da pesquisa um estudante de mestrado e um aluno de graduação do Departamento de Engenharia Mecânica.

Fonte: Núcleo de Comunicação do CTC/ Por Débora Horn

Informações com a professora Márcia Mantelli por telefone (48) 3331-9379 ou marcia@emc.ufsc.br

Informações com o professor Edson Bazzo por telefone (48) 3331-9390 ou ebazzo@emc.ufsc.br

Saiba mais sobre o Laboratório de Combustão e Engenharia de Sistemas Térmicos www.labcet.ufsc.br

Conheça o Laboratório de Energia Solar em www.labsolar.ufsc.br

Visite o Departamento de Engenharia Mecânica: www.emc.ufsc.br