Aprendendo com o cosmos
Purificadores de água, comida congelada a vácuo, TV por satélite, telemedicina, próteses ortopédicas, papinha de bebê e até mesmo o velho e bom GPS, que orienta de aviões e navios até o automóvel nosso de cada dia.
Embora pertençam a áreas muitas vezes sem qualquer relação, estes produtos típicos da vida moderna decorrem de um único desejo humano: buscar a milhares de quilômetros acima de nossas cabeças respostas não só para o eterno dilema sobre de onde viemos e para onde iremos, como também a satisfação de prosaicas necessidades cotidianas.
Um dos projetos mais recentes neste sentido teve início em agosto de 2018, com a finalidade de, pela primeira vez na história, literalmente tocar o sol, proeza a ser viabilizada por um escudo de calor instalado pela NASA nessa missão não tripulada.
Certamente o HVAC-R vai se beneficiar de alguma forma desse avanço tecnológico, cujo grande mérito está em fazer que temperaturas de até 1371ºC produzam uma sensação térmica de prosaicos 29º C do lado de dentro da nave.
Imagine o que isto, guardadas as devidas proporções, poderá proporcionar no futuro para o isolamento térmico das edificações aqui embaixo.
A própria Agência Espacial norte-americana já cogitou essa hipótese e a coloca na ampla lista de resultados que extrapolam o campo científico, chegando inevitavelmente ao econômico neste tipo de experimento. Seus cálculos, para se ter uma ideia, apontam que cada dólar investido em tecnologia espacial gera benefícios 14 vezes maiores financeiramente falando.
Números assim tornam plenamente justificáveis os investimentos recordes na área, totalizando US$ 100 bilhões previstos para a Estação Espacial Internacional (ISS), onde nos últimos 11 anos essa enorme estrutura vem nascendo, peça por peça.
Quando a obra estiver concluída, serão 400 toneladas distribuídas em 14 módulos, incluindo laboratórios científicos e alojamentos, que darão origem à construção mais cara e audaciosa montada até hoje no espaço.
Sucesso Comprovado
Antes mesmo que a expedição rumo ao Sol possa revolucionar os materiais utilizados para não deixar o calor externo penetrar nos ambientes, o HVAC-R já possui um legado garantido proveniente do cosmos.
Quem constata é Henrique Cury, sócio da paulistana Ecoquest, cuja especialidade é o desenvolvimento e a produção de sistemas destinados à Qualidade do Ar Interior (QAI).
Segundo ele, a Aerus Holding, parceira norte-americana responsável por mais da metade das soluções desenvolvidas pela empresa, patenteou uma tecnologia utilizada pela NASA para contornar a ausência de atmosfera no espaço, a ser empregada na ventilação das espaçonaves, visando sempre reduzir partículas e contaminantes.
“Eles se basearam na fotocatálise, tecnologia que havia sido desenvolvida pelo governo japonês para despoluir o ar das grandes cidades e que a Agência Espacial dos Estados Unidos passou a adotar com excelentes resultados na Estação Espacial Internacional”, explica Cury.
De acordo com o especialista, o método apresenta ótima relação custo-benefício e consiste em aparelhos introduzidos na climatização para gerar oxidantes naturais à base de oxigênio e hidrogênio, ideia que deu tão certo a ponto de assegurar à Aerus Holding o selo expedido pela NASA atestando a viabilidade comercial de algo comprovadamente funcional no espaço.
“Isto demonstra que a tecnologia utilizada pela nossa empresa para descontaminar – por exemplo – hospitais, hotéis, shopping centers, edifícios comerciais e restaurantes aqui no Brasil, tem um importante aval de eficácia”, comemora o empresário.
Ao contrário dos filtros, que além de serem insuficientes para processar todo o ar de um ambiente não possuem nenhum efeito sobre a superfície, a fotocatálise é um recurso ativo, capaz de romper o DNA do micro-organismo ou quebrar o gás volátil em suspensão no recinto.
“Testes realizados por nós no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) demonstraram uma redução de 87% em 24 horas na concentração dessas ameaças”, arremata Henrique Cury.
Cuidados Especiais
No sentido contrário desta via de duas mãos, o sucesso das missões especiais lá em cima depende em grande medida da evolução tecnológica da indústria da QAI aqui embaixo.
Isto se deve à integração entre as funções de refrigeração e controle térmico “a uma miríade de outras necessidades existentes quando está em jogo o conforto térmico dos tripulantes e o funcionamento perfeito dos equipamentos”, define o coordenador de Gestão Científica e Tecnológica do Instituto Nacional de Pesquisas Especiais, Petrônio Noronha de Souza.
Certificado garante a empresas, como a Aerus Holding, excelência ao transformar soluções espaciais em sucesso também na Terra
Com a bagagem de quem gerenciou o Programa ISS no Brasil entre 1998 e 2003, período em que o País participou da Estação Espacial Internacional, o tecnologista do INPE ressalta a complexidade existente quando se fala em QAI sem atmosfera.
Manter os níveis adequados de oxigênio e nitrogênio, remover partículas e gases minoritários potencialmente tóxicos, assim como CO2, bactérias, vírus e outros organismos potencialmente prejudiciais à saúde são alguns dos pré-requisitos dos sistemas que tratam o ar nesses ambientes, sem falar na essencial conversão da umidade em água potável.
Fornecer tubos, fluidos, bombas, válvulas, sistemas de controle, filtros, trocadores de calor, resistências de aquecimento, cabos elétricos, conectores e outros componentes para essas instalações é tarefa confiada a empresas certificadas segundo parâmetros distintos da cadeia produtiva convencional.
Isto ocorre, segundo Petrônio, devido ao vácuo e à radiação solar variável que alterna frio e calor intensos em virtude da iluminação e eclipse alternadas durante cada órbita ao redor da Terra.
“Também deve-se considerar que, para a nave operar, ela coleta e converte uma quantidade imensa de energia solar em eletricidade (Electrical Power System), que em última instância, transforma-se em calor nos equipamentos e igualmente precisa ser removida da nave”, observa o especialista.
Manutenção
Para conservar tantos sistemas complexos em perfeito funcionamento, a manutenção precisa ser inteiramente repensada, pois operações do gênero realizadas por equipamentos pesados e volumosos apresentariam riscos consideráveis.
“Tudo precisa ficar preso e ancorado para evitar que flutue e se perca. Até o simples aperto de um parafuso exige meios específicos, pois sem um ponto de apoio a operação torna-se impossível”, lembra o especialista.
Além disso, inexiste a convecção térmica, isto é, toda a transferência de calor ocorre por condução ou radiação, fato que altera radicalmente a forma como o aquecimento ou a remoção de calor se processa dentro e fora da nave.
Outro ponto fundamental da manutenção no espaço, segundo ele, envolve a existência de redundância para os equipamentos vitais, “já que uma falha catastrófica poderia colocar nave e vidas a perder”, adverte Petrônio, lembrando ainda a fundamental importância de manter-se a bordo um inventário adequado de partes, bem como uma tripulação exaustivamente treinada para realizar reparos dentro e fora da espaçonave. “Não há margem para improviso quando o assunto é espaço”, acentua.
Para exemplificar uma operação de manutenção altamente complexa, ela cita a que considera a mais emblemática de todas, envolvendo o reparo do espelho principal do telescópio Hubble.
Tanta especificidade, porém, não significa abundância de oportunidades no espaço para empresas e profissionais do HVAC-R, até mesmo por que ISS existe uma só, graças a consórcio formado por Estados Unidos, Rússia, Canadá, Japão e nações europeias.
“Dessa forma, só há mercado para as poucas empresas que entraram no negócio de voos tripulados em eras anteriores, mantiveram sua base tecnológica e engajaram-se no projeto ISS em sua fase inicial, nos anos 1990”, revela o profissional do INPE.
Uma nova oportunidade neste campo ele vincula à intenção chinesa de colocar em órbita uma estação tripulada. Mesmo assim, o impacto positivo disto deve se restringir aos fornecedores locais de sistemas altamente especializados, hoje anos-luz distantes das indústrias tradicionais.
