Inpe registra patente de radiador para uso espacial

Com informações do Inpe - 10/07/2020

O protótipo foi fabricado com tecnologia inteiramente nacional.
[Imagem: INPE]

Interruptor de Calor Multifase

Um novo tipo de dispositivo de controle térmico, com aplicação em satélites, teve sua patente concedida ao INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais).

O Interruptor de Calor Multifase consiste em um novo tipo de dispositivo de controle térmico, com aplicação em satélites, para manter a temperatura de seus equipamentos eletrônicos dentro de limites operacionais.

A solução atual para esse problema usa um radiador, uma placa fria posicionada na face externa do satélite. A condição ideal é que o equipamento esteja acoplado ao radiador quando em funcionamento e desacoplado quando não está operando. Suplementarmente, um capacitor térmico ajudaria em reduzir a oscilação de temperatura devida ao ciclo liga/desliga.

Estas condições podem ser obtidas utilizando três dispositivos já patenteados e muito conhecidos em aplicações espaciais: o tubo de calor, o interruptor de calor e o capacitor térmico.

O que os pesquisadores Issamu Muraoka, Valeri Vlassov e Valery Kiseev fizeram foi reunir as funcionalidades desses três dispositivos em um só.

Isolador térmico

O Interruptor de Calor Multifase tem o formato de um disco e deverá ser posicionado como uma ponte entre o equipamento eletrônico e o radiador, tendo como interfaces as suas duas faces planas circulares.

O disco é um invólucro lacrado e contendo água como fluido de trabalho. Sua estrutura interna é cheia de minúsculos canais, funcionando como um tubo de calor plano quando em condições quentes (temperaturas acima de 0 ºC), promovendo um eficiente fluxo de calor entre o equipamento eletrônico e o radiador. Em condições frias (temperaturas abaixo de 0 ºC), o dispositivo torna-se um isolador térmico pelo congelamento da água, que, no estado líquido-vapor, seria o fluido transportador de calor.

Assim realiza-se a função de desacoplamento térmico no ponto natural de 0 ºC, prevenindo resfriamento excessivo do equipamento eletrônico quando ele está desligado.

Adicionalmente, em regimes transientes e cíclicos, ao passar pela temperatura de fusão sólido-liquido (0 ºC), o interruptor assume a função de capacitor térmico, mantendo a temperatura do equipamento próxima do ponto de fusão por um período determinado pela quantidade da água no seu interior.

Controle passivo de temperatura

A equipe estima que o interruptor será muito conveniente para controlar a temperatura dos equipamentos eletrônicos, mantendo suas temperaturas sempre positivas mesmos nas condições térmicas variáveis e extremas do ambiente espacial.

Por ter seu funcionamento totalmente passivo, sem partes móveis, ele é muito robusto e confiável, além de não consumir energia elétrica.

De acordo com o Inpe, o protótipo foi fabricado com tecnologia inteiramente nacional.