Orbital Engenharia
Financiamento do PIPE viabilizou desenvolvimento de tecnologia de painéis solares para satélites, que empresa fornece para o INPE

Evanildo da Silveira

Com apenas seis anos de existência, a Orbital Engenharia, de São José dos Campos, conseguiu realizar um feito tecnológico: colocou o Brasil no seleto grupo de países que dominam o ciclo completo da fabricação de painéis solares espaciais — ou seja, geradores de energia para uso em satélites —, o qual inclui Estados Unidos, França, Alemanha, Japão, Rússia e China. Criada em março de 2001 pelo engenheiro mecânico Célio Costa Vaz, com ajuda de um financiamento do Programa de Inovação Tecnológica em Pequenas Empresas (PIPE), a Orbital já produziu os painéis solares de três satélites fabricados pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Os últimos foram entregues em janeiro de 2007. Eles vão equipar o China-Brazil Earth Resources Satellite 2B (CBERS-2B), ou Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres, fruto de um programa de cooperação do Brasil com a China.

Vaz resolveu fundar a empresa para aproveitar sua experiência na área de geração de energia para satélites, adquirida no período em que trabalhou no INPE, entre 1981 e 2000. Ele foi o projetista dos painéis solares dos satélites de coleta de dados SCD-1, SCD-2A e SCD-2, lançados, respectivamente, em 1993, 1997 e 1998. O SCD-1 e SCD-2 ainda estão em operação, mas SCD-2A nem chegou a entrar em órbita. O foguete que o levaria ao espaço, o VLS 1, explodiu durante o lançamento. Vaz também foi o engenheiro responsável pelos mesmos equipamentos do CBERS-1, lançado 1999. Além disso, foi consultor interno do INPE na construção do Saci, pequeno satélite que falhou em órbita.

Com essa bagagem de conhecimentos, Vaz aderiu ao programa de demissão voluntária do INPE em setembro de 2000. Logo em seguida concluiu seu doutorado na área de energia no próprio instituto. "Isso me habilitou a apresentar o projeto 'Geradores fotovoltaicos para aplicações aeroespaciais' no PIPE da Fapesp", conta. "O que fiz em março de 2001, mesmo mês em que criei a Orbital." O projeto, na Fase I do PIPE, foi aprovado dois meses depois, com um financiamento de R$ 52.971,60. "Esse dinheiro viabilizou o nascimento da Orbital", diz Vaz. "Sem ele, a empresa não existiria hoje".

O financiamento foi usado para estudar a viabilidade do projeto. Nessa fase, foram projetados e desenhados os equipamentos para a fabricação das células, que, em conjunto, formam o painel solar. "Foi também nessa fase que definimos os processos e procedimentos de fabricação", explica Vaz. "Além disso, definimos o plano de garantia do produto, os programas de inspeção e testes de qualificação." A primeira fase começou em abril de 2001 e foi concluída cerca de seis meses depois.

PIPE Fase II

Vaz solicitou financiamento para o PIPE Fase II em novembro de 2001. O pedido foi aprovado no começo do ano seguinte. O valor liberado, de R$ 236,7 mil e mais US$ 41.308,95, foi usado para detalhar o projeto, desenvolver os processos de fabricação e produzir efetivamente os equipamentos que haviam sido projetados na Fase I. "O que fizemos na Fase II foi desenvolver a tecnologia de fabricação dos painéis, que havíamos estudado na Fase I", explica Vaz. "Para isso, fabricamos uma série de máquinas, equipamentos e acessórios necessários para a produção dos geradores fotovoltaicos."

Nessa fase, também foi feita a qualificação da empresa e dos painéis solares por ela produzidos. Foram fabricados e testados os chamados corpos-de-prova, ou seja, painéis idênticos aos que vão equipar os satélites, mas que podem ter dimensões diferentes. "O processo de qualificação é rigoroso", diz Vaz. "Tivemos de demonstrar que os equipamentos e processos que desenvolvemos atendem aos requisitos de qualidade exigidos para itens que equipam satélites."

Vaz explica que a qualidade dos itens dos satélites tem de ser excelente, porque não é possível fazer manutenção no espaço. A empresa também teve de demonstrar capacidade de produção e repetição. "Fomos aprovados na qualificação", orgulha-se Vaz. "Os resultados dos testes demonstram que dispomos de qualidade tecnológica e meios de fabricação qualificados para atender à demanda por equipamentos para o setor aeroespacial. Agora a Orbital está habilitada a fornecer equipamentos espaciais para o INPE."

Os painéis solares ou geradores fotovoltaicos são a fonte de energia elétrica que faz o satélite e seus equipamentos funcionarem. Eles captam os raios do Sol e transformam a radiação solar em energia elétrica. São compostos por milhares de pequenas unidades básicas chamadas de Solar Cell Assembly (SCA), ou célula solar montada. Estas unidades, por sua vez, são compostas de três partes: a célula solar propriamente dita, feita na maioria dos casos de silício ou arseneto de gálio; o interconector, feito de prata, que liga uma célula à outra; e uma cobertura de proteção feita de vidro, conhecida como cover glass.

Segundo Vaz, a célula solar e o cover glass podem ser facilmente comprados no mercado. A dificuldade é o interconector, que depende das especificações de cada projeto de painel solar. Para cada gerador é requerido um interconector específico. E produzi-lo não é fácil. "No caso do usado no painel do CBERS-2B, ele tinha de ter uma espessura de 0,012 milímetro, com uma alça com um raio de 0,10 milímetro", explica Vaz. "Essa alça é necessária para que o interconector não se rompa com a variação de temperatura no espaço, que pode ir de 80 graus Celsius negativos a 80 graus Celsius positivos."

Desafio tecnológico

Produzir uma peça tão pequena não é, no entanto, a maior dificuldade para a fabricação. O grande desafio tecnológico é produzir as SCAs. Em cada célula, cujo tamanho pode variar entre dois e quatro centímetros de largura e quatro e sete centímetros de comprimento, é colada a cobertura de vidro, com uma espessura entre 0,1 e 0,2 milímetro, que a protege das radiações existentes no espaço, como prótons e elétrons. Também é preciso soldar o interconector, que servirá para ligar uma célula à outra. "Se compararmos um painel a uma caixa de pilhas, cada célula seria uma pilha", explica Vaz. "À primeira vista, pode parecer um desafio simples, mas não é. Existem vários requisitos de qualidade que tornam essa montagem muito complexa. É por isso que são poucos os países que dominam essa tecnologia."

Hoje a Orbital tem como cliente, além do INPE, a Agência Espacial Brasileira (AEB). A primeira encomenda à empresa foi feita em dezembro de 2001, quando ela participou de uma concorrência pública e foi escolhida para fabricar quatro painéis solares para o Satélite Tecnológico (Satec), cada um deles medindo 50 centímetros por 66 centímetros. Juntos, eles eram compostos por 1,1 mil SCAs. Nesse caso, a Orbital apenas montou os painéis com células importadas, porque ainda não dominava a tecnologia. O Satec não chegou a ser lançado. Ele já estava acoplado ao VLS 1 quando este explodiu na base de lançamento de Alcântara, no Maranhão, em agosto de 2003.

O contrato seguinte da Orbital foi assinado em setembro de 2002. "Fomos subcontratados para projetar e fabricar os painéis solares da Plataforma Multimissão (PMM)", conta Vaz. "Ela está sendo construída para a AEB e para o INPE por um consórcio de quatro empresas nacionais: Atech, de São Paulo, Cenic, Fibraforte e Mectron, de São José dos Campos." A PMM é um módulo de serviço que poderá ser usado por uma série de satélites diferentes. Numa analogia, é como se fosse um chassi de carro, no qual se podem montar vários modelos. Na PMM poderão ser montados diversos tipos de satélites. "Desenvolvemos e montamos os painéis solares para as duas asas da plataforma, cada uma delas com cerca de 80 centímetros por 130 centímetros e quase 1,5 mil células", conta Vaz.

O trabalho mais recente da Orbital para o INPE começou em dezembro de 2005, quando a empresa venceu a licitação para o fornecimento dos painéis solares para o CBERS-2B, que deve ser lançado em setembro. Na verdade foram duas licitações, uma para fabricar os módulos (série de SCAs ligadas entre si) e outra para instalação da parte elétrica (colagem dos módulos nos painéis e instalação e ligação de cabos), num contrato de R$ 4 milhões. Para esse satélite, a Orbital fabricou três geradores fotovoltaicos de 1,8 metro por 2,8 metros, compostos no total por 16 mil SCAs de dois centímetros por quatro centímetros. Eles passaram por testes de aceitação realizados pelo INPE em dezembro e foram aprovados.

Capacidade tecnológica

O coordenador do Segmento Espacial do Programa CBERS, Janio Kono, do INPE, reconhece a capacidade tecnológica da Orbital Engenharia. "A empresa passou por um processo rigoroso de qualificação aqui no INPE e foi aprovada", diz. "Ela domina uma tecnologia bastante avançada, que antes o Brasil precisava importar." De acordo com ele, além de ser capaz de produzir painéis solares para satélites, a empresa está qualificada para projetos de outras áreas, como a de aeronáutica.

Para o coordenador do Programa de Satélites Baseados na Plataforma Multimissão, Mário Marcos Quintino da Silva, do INPE, o caso da Orbital é um exemplo de sucesso da diretriz do instituto de transferir tecnologia para empresas nacionais. "Ela representa a maturação de uma iniciativa de transferência de tecnologia de uma instituição pública para a indústria", explica. Além do INPE e da própria Orbital, quem ganha com isso é o País. "Com a Orbital, o Brasil tem agora uma indústria de altíssimo nível tecnológico, que gera produto com grande valor agregado e empregos que requerem alta especialização", diz Silva. "Além disso, a empresa está qualificada para vender no exterior."

É justamente o que pretende o fundador da Orbital. "Como o mercado nacional de satélites é limitado e sazonal, vamos buscar clientes no exterior para crescer", revela Vaz. "Pretendemos participar de licitações internacionais. Para isso, estamos tentando obter a certificação pela norma NBR 15.100 Sistema de Qualidade Espacial." Um dos possíveis mercados internacionais são os Estados Unidos, que fabricam dezenas de satélites científicos por ano. "Acho que poderemos ser bem-sucedidos nesse mercado se tivermos preço competitivo", diz Vaz. "Mas não vamos nos limitar a essa alternativa. Vamos procurar outros países, como México, Chile e Argentina, que também têm programas espaciais, mas não dominam a tecnologia de fabricação desses painéis solares."