La fabricaci\u00f3n de paneles que captan la energ\u00eda del Sol para suministrar energ\u00eda el\u00e9ctrica a los sat\u00e9lites que giran alrededor de nuestro planeta es una novedad tecnol\u00f3gica elaborada en la ciudad de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos (S\u00e3o Paulo). Y este m\u00e9rito le corresponde a Orbital Engenharia, una peque\u00f1a empresa que desde el a\u00f1o pasado domina el ciclo completo de producci\u00f3n de estos artefactos.<\/p>\n
“Fuera de Brasil tan solo pa\u00edses como Estados Unidos, Francia, Alemania, Jap\u00f3n, Rusia y China tienen capacidad para fabricar estos paneles”, dice el ingeniero mec\u00e1nico C\u00e9lio Costa Vaz, director de Orbital. Para adquirir tal conocimiento e ingresar en el selecto grupo de productores de paneles solares espaciales, la empresa cont\u00f3 con el financiamiento de la FAPESP, a trav\u00e9s del Programa de Innovaci\u00f3n Tecnol\u00f3gica en Peque\u00f1as Empresas (PIPE).<\/p>\n
Los paneles, conocidos tambi\u00e9n como generadores fotovoltaicos, constituyen la manera m\u00e1s eficiente de generar energ\u00eda para sat\u00e9lites y globos estratosf\u00e9ricos. Estos dispositivos transforman la radiaci\u00f3n solar existente en el espacio en electricidad, la energ\u00eda esencial para el funcionamiento de los veh\u00edculos espaciales.<\/p>\n
La explicaci\u00f3n para que tan solo un peque\u00f1o n\u00famero de naciones domine la tecnolog\u00eda de producci\u00f3n de dichos generadores radica en la dificultad para armar su unidad b\u00e1sica, una pieza denominada\u00a0Solar Cell Assembly<\/em> (SCA), o c\u00e9lula solar ensamblada, en traducci\u00f3n libre. “Si compar\u00e1semos al panel con una caja llena de pilas, cada c\u00e9lula ser\u00eda una pila”, comenta Vaz. Dicha c\u00e9lula est\u00e1 compuesta por tres componentes: la c\u00e9lula solar, el interconector y una cobertura de protecci\u00f3n conocida como\u00a0cover glass<\/em> , o cubierta de vidrio.<\/p>\n Las c\u00e9lulas solares pueden elaborarse en varios materiales, entre eles el silicio y el arsenuro de galio. Miden usualmente 0,2 mil\u00edmetro (mm) de espesor y normalmente tienen anchos que var\u00edan entre los 2 cent\u00edmetros (cm) por 4 cm y 4 cm por 7 cm. Los interconectores son diminutas piezas de plata de 0,012 mil\u00edmetro de espesor, utilizadas para hacer el contacto el\u00e9ctrico entre las c\u00e9lulas. El\u00a0cover glass<\/em> , por su parte, es un vidrio muy delgado (de entre 0,1 mm y 0,2 mm de espesor), similar a una l\u00e1mina de microscopio, dotado de una capa antirreflectora. Va pegado sobre la c\u00e9lula solar y la protege de las radiaciones existentes en el espacio, como los protones y electrones.<\/p>\n Las herramientas esenciales La complicaci\u00f3n est\u00e1 en el hecho de que las herramientas necesarias para la producci\u00f3n de la SCA no se encuentran en el mercado, al contrario de lo que sucede con los componentes. “Tuvimos que desarrollar los equipamientos, los dispositivos y las herramientas para fabricar la\u00a0Solar Cell Assembly<\/em> . Esto solamente fue posible porque contamos con el financiamiento del PIPE.”<\/p>\n Durante la primera fase del proyecto, el investigador dise\u00f1\u00f3 los aparatos para la producci\u00f3n de las c\u00e9lulas y del panel solar, defini\u00f3 los procesos y los procedimientos de fabricaci\u00f3n, esboz\u00f3 el plan de garant\u00eda del producto, los programas de inspecci\u00f3n y los ensayos de calificaci\u00f3n. Este trabajo, iniciado en abril de 2001, demand\u00f3 alrededor de seis meses. En la segunda fase, que se extendi\u00f3 por un lapso de dos a\u00f1os, se concret\u00f3 efectivamente la elaboraci\u00f3n de los equipamientos, como as\u00ed tambi\u00e9n el desarrollo de los procesos y la fabricaci\u00f3n y el ensayo de los cuerpos de prueba.<\/p>\n “Los resultados a los que arribamos demuestran que disponemos de calidad tecnol\u00f3gica y de medios de fabricaci\u00f3n calificados como para atender la demanda de equipos del sector aeroespacial”, afirma C\u00e9lio Vaz. De acuerdo con el ingeniero, el dominio de esta tecnolog\u00eda redundar\u00e1 en grandes ventajas para el pa\u00eds, como por ejemplo la sustituci\u00f3n de importaciones, la generaci\u00f3n de empleos locales, Orbital emplea a cuatro personas, dos de ellas de nivel superior, y la posibilidad de exportar productos y servicios de alto valor agregado.<\/p>\n Dos pedidos En septiembre de 2002, la empresa fue subcontratada para participar en un emprendimiento m\u00e1s ambicioso a\u00fan: proyectar y fabricar los paneles solares que ser\u00e1n instalados en un m\u00f3dulo de servicio com\u00fan a una serie de sat\u00e9lites denominado Plataforma Multimisi\u00f3n (PMM), con capacidad de llevar en cada vuelo cargas \u00fatiles variables, tales como c\u00e1maras para captar im\u00e1genes de la Tierra, radares o experimentos cient\u00edficos, por ejemplo.<\/p>\n La plataforma se encuentra en construcci\u00f3n a pedido de la AEB y el Inpe, tarea a cargo de un consorcio de empresas nacionales: Atech, de S\u00e3o Paulo, Cenic, Fibraforte y Mectron, de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos. Est\u00e1 dotada de equipos b\u00e1sicos (los sistemas de suministro de energ\u00eda, de propulsi\u00f3n, de telecomunicaciones, etc.) que sirven para mantener en operaci\u00f3n la carga \u00fatil del sat\u00e9lite, como lo son las c\u00e1maras para tomar im\u00e1genes terrestres, los radares, los sensores y los experimentos cient\u00edficos.<\/p>\n “La plataforma se encuentra en fase de explicitaci\u00f3n del proyecto. Vamos a proyectar, desarrollar y armar paneles solares para las dos alas de la plataforma, cada una de \u00e9stas mide alrededor de 80 cm por 130 cm y tiene casi 1.500 c\u00e9lulas”, explica el director de Orbital. Se prev\u00e9 que los paneles y la plataforma est\u00e9n listos a comienzos de 2006.<\/p>\n Calidad internacional “Creemos que podremos ser andar bien all\u00e1 si logramos ofertar a un precio competitivo. Por otra parte, pa\u00edses como M\u00e9xico, Chile y Argentina tienen programas espaciales y no dominan la tecnolog\u00eda de fabricaci\u00f3n de estos paneles”. Otra alternativa para sobrevivir en este mercado es diversificar la producci\u00f3n. “Pretendemos utilizar la tecnolog\u00eda y los equipos que desarrollamos para fabricar otros productos, tales como sensores \u00f3pticos y equipos para el almacenamiento y acondicionamiento de la energ\u00eda captada por los paneles”, dice C\u00e9lio Vaz.<\/p>\n Sin embargo, los paneles solares espaciales no pueden usarse ac\u00e1 en la Tierra, pues difieren bastante de los dispositivos similares de uso terrestre. Los paneles solares terrestres son proyectados para el tipo de luz que llega a la superficie de la Tierra, con un espectro electromagn\u00e9tico diferente del que existe fuera de la atm\u00f3sfera. Otra diferencia reside en el encapsulado del panel. El terrestre debe ir protegido contra la humedad y contra los golpes f\u00edsicos provocados por el granizo, por ejemplo.<\/p>\n
\n<\/strong>Estos tres componentes, la c\u00e9lula solar, el interconector ycover glass,<\/em>\u00a0pueden adquirirse f\u00e1cilmente, pero el problema reside en el ensamble de la c\u00e9lula. “A simple vista puede parecer algo bastante sencillo, pero no lo es. Existen varios requisitos de calidad que hacen del montaje una tarea harto compleja. Ya antes intentamos desarrollarla para su calificaci\u00f3n, pero no lo logramos”, afirma el ingeniero C\u00e9lio Vaz, que trabaj\u00f3 durante 18 a\u00f1os en el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, sigla en portugu\u00e9s), con sede en S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos (interior de S\u00e3o Paulo).<\/p>\n
\n<\/strong>Los clientes finales de Orbital son la Agencia Espacial Brasile\u00f1a (AEB) y el Inpe, centro de investigaci\u00f3n este \u00faltimo con el cual la empresa firm\u00f3 su primer contrato en diciembre de 2001. La firma particip\u00f3 en una licitaci\u00f3n p\u00fablica y fue seleccionada para fabricar cuatro paneles solares para el Sat\u00e9lite Cient\u00edfico (Satec). Cada uno de estos paneles mide 50 cm por 66 cm. En este proyecto se utilizaron 1.100 c\u00e9lulas importadas, porque en aquel tiempo Orbital no produc\u00eda a\u00fan estos componentes. Cada c\u00e9lula, hecha con silicio monocristalino, media 20 mm por 40 mm. El Satec estaba programado para entrar en \u00f3rbita a bordo del Veh\u00edculo Lanzador de Cohetes (VLS), que explot\u00f3 en la base de lanzamiento de Alc\u00e2ntara, estado de Maranh\u00e3o, en agosto del a\u00f1o pasado.<\/p>\n
\n<\/strong>Como el mercado nacional de sat\u00e9lites es limitado y estacional, Orbital tiene en la mira clientes del exterior para crecer. “Pretendemos participar en licitaciones internacionales, y para eso estamos tramitando la obtenci\u00f3n de la certificaci\u00f3n de la norma NBR 15100 Sistema de Calidad Espacial, que corresponde a la AS 9100A a nivel internacional”, afirma C\u00e9lio Vaz. De acuerdo con el ingeniero, en Estados Unidos se fabrican algunas decenas de sat\u00e9lites cient\u00edficos por a\u00f1o, por lo que dicho pa\u00eds se perfila como un excelente mercado.<\/p>\n