En marzo, cinco camiones partirán desde São Paulo con destino a Chile, un viaje por las peligrosas carreteras de la Cordillera de los Andes transportando la cúpula superior del Southern Observatory for Astrophysical Research (Soar), el Observatorio para la Investigación Astrofísica del Sur. Producto de un acuerdo entre Brasil y Estados Unidos, el Soar está en construcción en la región de Cerro Pachón, una gran área casi desértica con cielo despejado, sin ninguna nube durante prácticamente todas las noches del año, los que facilita la investigación astronómica.
La importancia de la cúpula, más allá de proteger el telescopio de 4,2 metros de diámetro, uno de los mayores del mundo, reside en el hecho de hacer posible el desarrollo tecnológico de cuatro empresas brasileñas que estuvieron involucradas en la elaboración, fabricación y pruebas de ese equipamiento. El proyecto es un buen ejemplo de la participación del Estado en la compra de equipos de precisión y de tecnología de punta necesarios para la investigación científica, impulsando así el desarrollo de empresas brasileñas, principalmente aquellas de pequeño porte.
La cúpula, también llamada domo, posee 20 metros de diámetro y 14 metros de altura, y será transportada a Chile en forma de kits. Contó con un presupuesto de 3,5 millones de reales, valor administrado por Equatorial Sistemas, la prime contractor (empresa que gerencia íntegramente el proyecto) por la parte brasileña del Soar. La elección de la empresa fue realizada por el Laboratorio Nacional de Astrofísica (LNA), del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), que representa a Brasil en el acuerdo con Estados Unidos.
Brasil participa en este proyecto con una inversión total del orden de los 14 millones de dólares. De ese total, 4 millones corresponden a financiamiento de la FAPESP. El resto fue reunido por el LNA y salió de agencias financiadoras similares de los estados de Minas Gerales, Río Grande do Sul y Río de Janeiro, además de las federales Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) y CNPq.
Para el ingeniero César Celeste Ghizoni, director de Equatorial, la participación de la empresa en el Programa Sistema de Observación de la Terra (EOS), de la Nasa, la agencia espacial estadounidense, fue decisiva para su elección como prime contractor del proyecto Soar. Equatorial desarrolló para la empresa inglesa Matra Marconi Space el HSB – Humidity Sounder for Brazil -, un sensor de humedad que reúne informaciones específicas sobre el clima del país, que volará a bordo del satélite Acqua, actualmente en fase de integración y pruebas en Estados Unidos. Equatorial también está presente en el proyecto China-Brazil Earth Resources Satellite (CBERS), el satélite sino-brasileño de recursos terrestres resultante de un acuerdo suscrito en julio de 1988 entre Brasil y China para el desarrollo de un sistema de sensores remotos que cubrirá las vastas extensiones territoriales de ambos países. El CBERS-1 fue lanzado en 1999 y el 2 irá al espacio en octubre de este año.
Campo de visión
Para los dos satélites, Ghizoni, que había trabajado en el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) hasta 1991, especializándose en las áreas de electrónica y óptica antes de seguir la carrera empresarial, desarrolló un instrumento, el WFI – Wide Field Imager, o diseñador de imágenes de largo campo de visión. Es una cámara que cobre una franja de 890 km. de ancho y que suministra imágenes con resolución de 260 metros, permitiendo que, en cinco días, sea posible obtener una cobertura completa del globo terrestre.
En el proyecto Soar, Equatorial desarrolló los controles electrónicos de los mecanismos de apertura del domo y subcontrata empresas para las otras áreas. De sus 30 empleados – entre ellos dos doctores, cuatro másteres y diez ingenieros -, siete trabajan en el proyecto en tiempo completo. Para el proyecto mecánico y diseños de fabricación del domo, Ghizoni invitó a la empresa Fibraforte, también de São José dos Campos. “La cúpula esférica dispensa estructura, que sería más trabajoso fabricarla. Está constituida por paneles que se encajan unos en otros y garantizan así un perfecto aislamiento térmico”, explica Jadir Gonçalves, presidente de Fibraforte, que fundó la empresa en 1994, tras su salida del Inpe, donde inició su carrera en el sector espacial en 1986.
Para la fabricación del anillo de acero de 50 toneladas que le sirve de base a la cúpula, Equatorial contrató a Santin, industria metalúrgica de Piracicaba (São Paulo) especializada en equipos de gran porte para los sectores de azúcar y alcohol y petrolero. Santin, por su parte, cuenta con Metalúrgica Atlas, de São Paulo, para la corrección de imperfecciones de ese anillo de 20 metros de diámetro. “Ese tipo de trabajo fue uno de los mayores, sino el mayor en el área ya realizado en Brasil”, afirma el ingeniero Francisco Moraes, gerente del proyecto Soar en Equatorial. Atlas tuvo que reconfigurar un gigantesco torno vertical para adaptarlo a su capacidad máxima.
Prueba final
El domo fue montado y probado en Santin, que adaptó sus instalaciones, distribuidas en una área de 101 mil metros cuadrados, para la construcción de bases de apoyo para el montaje. Para Moraes, Equatorial y Fibraforte, tradicionalmente implicadas en las delicadas estructuras de un satélite, tuvieron la oportunidad de desarrollar un proyecto de 50 toneladas. Las empresas metalúrgicas, como Santin y Atlas, por su parte, aprendieron a tener, con esa estructura gigantesca – pero sofisticadísima – los mismos minuciosos criterios de calidad que se aplican a las pequeñas estructuras de la industria espacial y de astronomía. Las empresas tampoco se mostraron desesperadas por ganancias inmediatas, sino más bien ávidas ante el desafío tecnológico y el retorno en términos de imagen institucional. Equatorial, por ejemplo, trabaja con un margen de utilidades que considera bajo, en torno al 15%.
En área de astronomía, además de Soar, otro proyecto importante es el Observatorio Pierre Auger de Rayos Cósmicos (vea Investigación FAPESP 56), instalado en la provincia de Mendoza, en Argentina, y solventado por 20 países, incluido Brasil, que contribuye con la fabricación de tanques de resina especial que detectan rayos cósmicos. Quien fabrica esos detectores, que suman 20 unidades, es la empresa paulistana Alpina Equipamientos Industriales. En ese caso, la FAPESP ya ha financiado 1,6 millones de dólares en un lapso de tres años: un millón de ese monto es para la compra de equipos, y el resto para bolsas de doctorado y posdoctorado.
Inversión en el futuro
Para alcanzar la excelencia en la producción de equipos para el área científica, las empresas diversifican sus actividades. Ellas buscan capacitación técnica y financiamiento. Ése fue uno de los motivos que llevaron a la FAPESP, en 1997, a crear el Programa de Innovación Tecnológica para Pequeñas Empresas (PIPE). “Es importante fomentar el desarrollo de empresas volcadas a instrumentos de precisión. La excelencia es esa área es un subproducto importante de proyectos científicos como el Soar”, afirma el profesor José Fernando Perez, director científico de la FAPESP.
“El financiamiento permite que la pequeña empresa de un paso al frente. Podemos estar anticipando algún producto que será fundamental a la hora de conquistar el próximo contrato tanto en el área científica como fuera de ella. Ésa fue una de las motivaciones que nos llevaron a buscar el apoyo de las agencias financiadoras”, afirma Gonçalves, de Fibraforte. La empresa posee un proyecto en el PIPE, al igual que Equatorial, para desarrollar un software para el análisis y la optimización de estructuras. “Optimizar estructuras es, en principio, alcanzar el máximo desempeño con el mínimo de peso, una aplicación de interés obvio para el área aeronáutica”, explica Gonçalves.
El trabajo, que utiliza conceptos de inteligencia artificial, tiene por objeto desarrollar herramientas que automaticen el proceso. “Las expectativas de mercado para la herramienta y las metodologías que serán desarrolladas auguran más de un millón de dólares solamente en el ámbito nacional”. Gonçalves recuerda que la idea del proyecto surgió a partir de un trabajo similar realizado para Embraer. Fibraforte cuenta, para ese proyecto – Desarrollo de una Herramienta para la Optimización de Estructuras -, con un financiamiento aprobado por la FAPESP de 139,6 mil reales y 71 mil dólares.
Laboratorio en el espacio
La capacitación de empresas tecnológicas facilita la ejecución de proyectos de gran amplitud, principalmente en el sector aeroespacial. “La empresas privadas tiene más agilidad que los entes públicos para la contratación de empresas y otros procedimientos burocráticos”, afirma Petrônio Noronha de Souza, coordinador en el Inpe del programa brasileño para la Estación Espacial, un inmenso laboratorio orbital que está en construcción, costeado por 16 países.
El Inpe tiene la misión de gerenciar y supervisar el trabajo, por encargo de la Agencia Espacial Brasileña (AEB). Brasil va fabricar seis equipos, de los cuales el más importante es el Express Pallet, una especie de bancada para realizar experimentos. Es una estructura de una tonelada que será fijada a un sistema de vigas externo de la Estación Espacial, dejando a los experimentos sujetos a condiciones de microgravedad, facilitando así el estudio de las estructuras moleculares de varios grupos de substancias.
“La estrategia para este proyecto fue la de buscar una gran empresa que pudiera responsabilizarse por todos los detalles de ejecución de la obra”, explica Noronha. La empresa brasileña escogida para gerenciar todo el trabajo (prime contractor) fue Embraer, tras de un proceso de preselección ejecutado por el Inpe. La companía ya ha contactado a otras 15 firmas para estudios preliminares. A cada una de estas les ha pedido que elaborara planes hipotéticos en los cuales pudieran evaluarse requisitos tales como calidad y seguridad.
La tarea fue concluida en agosto. Las previsiones más optimistas indican que, en el primer semestre de este año, Embraer les hará propuestas concretas a las empresas. Con todo, y como en todo vuelo inaugural, la experiencia ‘solista’ de la prime brasileña comenzará de manera tímida y cuidadosa. Ronaldo Bolonha, el responsable del proyecto de la Estación Espacial por Embraer, no arriesga fechas y hace hincapié en que el negocio principal de la empresa es la construcción de aeronaves. “Nuestra participación en la Estación Espacial parte de la premisa de que la misma no interferirá negativamente en las operaciones actuales”, declara.
Análisis sectorial
Agencias espaciales como la Nasa, de Estados Unidos, o el Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES), de Francia, planean las actividades del programa, pero es la industria la que está a cargo del desarrollo. “En el caso brasileño, la situación es diferente. Son contratadas empresas de consultoría de fuera del país y los satélites son construidos por el Inpe”, afirma el economista André Tosi Furtado, profesor del Departamento de Políticas Científicas y Tecnológicas de la Unicamp. Furtado estudia el proyecto CBERS y constató que el papel del desarrollo del proyecto conceptual, elaboración de la metodología, pruebas e integración, quedó casi todo a cargo del Inpe. Él es el autor del proyecto de investigación Evaluación de los Impactos Económicos del Programa CBERS, un estudio de los proveedores del Inpe financiado por la FAPESP. “El instituto siempre quiso que las empresas nacionales asumieran todo el sistema, pero sin mucho éxito hasta ahora.”
Según Tosi, aunque limitado, el proyecto provocó un salto de calidad en las empresas nacionales participantes del CBERS. “Hasta ahora, el proyecto ha costado 300 millones de dólares, y un tercio de éstos, casi 100 millones, fue financiado por Brasil. De esa parte, el 85% de los costos quedaron en el país, les fue pagado a empresas brasileñas”, recuerda. No por casualidad, la inversión de los recursos brasileños destinados a la compra de productos y servicios del propio país fue una de las cláusulas estipuladas en el contrato con los chinos.
Empero su investigación aún esté en marcha, Tosi es capaz de destacar ganancias importantes en aprendizaje y desarrollo de tecnología. “Los rigurosos requisitos de documentación exigidos por el Inpe para la fabricación de equipos satélitales obligaron a las empresas a un aprendizaje organizacional forzoso. Esas metodologías fueron incorporadas por las empresas en las actividades de concepción, diseño y fabricación, garantizando así una mejora de los estándares de calidad de sus productos y procesos, lo que conlleva así una mayor seguridad a la hora de desarrollar nuevos proyectos.”
“El Inpe no tiene interés en fabricar satélites. La tendencia natural del instituto no es convertirse en una fábrica, sino en un vector para dinamizar el área industrial de Brasil. Somos la cabeza del sistema”, afirma José Raimundo Braga Coelho, gerente de programa del CBERS. Coelho recuerda que, hace cerca de 15 años, el Inpe inició un programa de calificación con el objetivo de transferir tecnología a las empresas. “Había inicialmente una licitación para las empresas que desearan calificarse. Cuando surgían contratos, el haber pasado por el programa otorgaba puntos en la licitación pública”, cuenta.
Una de las primeras empresas calificadas en esa fase fue Digicon, de Gravataí, Rio Grande do Sul, especializada en automación industrial. Hoy, la misma cuenta en su haber con la construcción de los paneles solares del SCD-2 (lanzado en 1999), de los Satélites de Aplicaciones Científicas (Saci) 1 y 2 (el 1 se perdió en órbita y el 2 explotó junto al cohete que lo lanzaba al espacio) y de los dos satélites CBERS. En el segundo satélite sino-brasileño, que está en montaje en el LIT, realizó también la estructura externa y la caja de fibra de carbono y aluminio que guarda los equipos del satélite.
Rompecabezas
Pero en 1989, la propuesta de construcción de los paneles solares del SCD-2 pareció un desafío casi inalcanzable. “Habíamos contratado a una empresa alemana para la fabricación de los paneles solares del SCD-1 (el primer satélite brasileño lanzado en 1993). Pero nos empeñamos en que varios especialistas brasileños acompañaran la fabricación. El personal aprendió los principales pasos y después tuvo que romperse la cabeza para reproducirlos acá”, recuerda Jânio Kono. El director de la empresa, Corrado Lachini, aún se divierte con los recuerdos de ese tiempo pionero. “Fuimos a Alemania y la empresa nos abrió completamente las puertas, pues creían que no lo lograríamos”, cuenta.
Constituidos por millares de pequeñas placas de silicio provenientes de China, los tres paneles de CBERS-2 serán capaces de generar 1100 w de energía eléctrica para el funcionamiento de los equipos a bordo. Es energía suficiente para conectar unos diez televisores al mismo tiempo. Para efectuar las actividades del rubro espacial, Digicon tiene un departamento específico, el Sector de Tecnologías Avanzadas, que ya contó con 13 personas.
Hoy son siete profesionales, entre ingenieros y técnicos que en este momento están dispersos por otros sectores de la empresa, mientras no surgen nuevos contratos. Lo que garantiza la sobrevivencia del grupo Digicon es la fabricación de sistemas de control de tránsito de vehículos, molinetes inteligentes, automación bancaria y procesadores de cheques, entre otros productos. La empresa es también una de las partícipes del programa de precalificación para la Estación Espacial.
Queda en el país
Tener el espacio como campo de trabajo es un objetivo que muchas empresas brasileñas están planteándose como meta. Desarrollando tecnología, capacitando a la plantilla de profesionales y cumpliendo la función de proveedoras en los grandes proyectos de las áreas astronómica y espacial. De esa manera se evita que la inversión necesaria salga de Brasil en la compra de equipos importados y, lo que es mejor, se crea tecnología local. En la cuenta final, todos ganan, pues la inversión y sus réditos, directos e indirectos, permanecen en el país.
Un refrigerador que baja la temperatura en el interior del satélite
Desarrollar un sistema de refrigeración de satélites basado en el fenómeno termoacústico. Ése fue el desafío de Equatorial Sistemas, de São José dos Campos, al pedirle a la FAPESP en 1997 un financiamiento en el marco del Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE). Hoy, el equipo ya cuenta con varios prototipos. El ingeniero Humberto Pontes Cardoso, coordinador del proyecto dentro de la empresa, explica que el equipo servirá para mantener los detectores de cámaras infrarrojas (que mapean el suelo de un cuerpo celeste) trabajando a la temperatura ideal para este tipo de equipo: 190 grados celsius negativos. De ese modo, cuando el satélite se encuentre bajo la acción de los rayos solares, el refrigerador deberá disminuir la temperatura de unos 15 grados positivos – media de temperatura de la parte interna del satélite – a -190°C.
Cardoso, ingeniero mecánico con doctorado en ciencias térmicas, explica que, en la tierra, las transferencias de calor son, comunmente, realizadas con el aire. En vacío, es necesario encontrar otro medio de intercambio calórico. Se aprovecha entonces la energía más abundante en un satélite: la eléctrica. La misma se transforma en energía acústica, que es responsable por el enfriamiento. “En un refrigerador doméstico, el gas es comprimido hasta tornarse líquido, para intercambiar calor con el aire atmosférico. En el refrigerador de satélite, la onda sonora producida por la vibración va a generar el enfriamiento”, explica Cardoso.
El primer prototipo fabricado por el investigador está integrado básicamente por tres componentes: un resonador, que es un tubo lleno de gas helio y xenonio, un accionador o driver, que es un pequeño altoparlante, y un defasador termoacústico o DTA, dispositivo responsable por la transformación de energía acústica en térmica. Cuando se acciona el altoparlante en la frecuencia adecuada (utilizando la energía eléctrica del satélite), éste vibra, produciendo ondas sonoras sobre el gas, que intercambia energía térmica con el DTA, sufriendo el enfriamiento. “El retiro líquido es proporcional al trabajo realizado por el sonido al desplazarse a través del gas”, explica Cardoso.
En un segundo prototipo, el investigador cambió el altoparlante por otro tipo de accionador, un cristal ‘piezeléctrico’, material que tiene la característica de crecer cuando recibe un voltaje positivo, y contraerse al recibir voltaje negativo. Eso ocurre porque dicho cristal tiene la propiedad de alterar sus dimensiones cuando es sometido a diferencias de voltaje. Ese movimiento prhuevoca vibraciones sucesivas, transformando la energía eléctrica en acústica de la misma forma que el altoparlante. El nuevo prototipo, según el investigador, tiene la ventaja de ser más liviano que el primero, pero aún se estudia qué modelo será más eficiente.
Hasta ahora no existen en el mercado ninguno de esos dispositivos calificados para vuelo. “Los países más desarrollados dominan un sistema de refrigeración de alto costo adecuado para enfriar sensores de misiles que tiene una vida útil acotada, de uno o dos días. Pero para uso en satélites, que permanecen en órbita por hasta diez años en el espacio, son soluciones carísimas. Se está llevando adelante una gran carrera para lograr este tipo de equipo con menor costo y procesos de fabricación más sencillos”, afirma el investigador.
El proyecto está presupuestado en 260 mil reales. Las pruebas en el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) se concretarán en agosto o septiembre de este año. Después, la meta es entrar en un experimento del Inpe y mandar un prototipo al espacio. “Esta tecnología, además de ser muy prometedora para la aplicación espacial, puede ser una buena alternativa a las heladera domésticas, pues sustituye el CFC por gas helio, que es inerte y no afecta la capa de ozono”, afirma Cardoso.
El proyecto
Desarrollo de Refrigeradores Basados en el Fenómeno Termoacústico (nº 97/07357-7); Modalidad Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE); Coordinador Humberto Pontes Cardoso – Equatorial Sistemas; Inversión R$ 260.135,00
