Catálise

Desenvolvimento de Catalisadores de Irídio Suportados sobre Alumina, empregados em Sistema Micropropulsivo.

No início da década de 80, coube ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) projetar e desenvolver satélites artificiais brasileiros. O Laboratório Associado de Combustão e Propulsão (LCP), um dos órgãos do INPE, foi incumbido da missão de projetar e construir os respectivos sistemas de micropropulsão destes satélites.

Um sistema de micropropulsão de satélites é constituído basicamente de reservatórios do combustível monopropelente (hidrazina-N 2 H 4 ), mantidos a pressão constante com o auxílio de reservatório de hélio, e ligados aos micropropulsores por um sistema de linhas e eletroválvulas.

O micropropulsor consiste basicamente de um ou mais injetores capilares, de uma câmara cilíndrica, carregada de forma adequada com um leito catalítico fixado em sua posição por telas flexíveis de platina ou de platina rodiada, e de uma tubeira convergente-divergente. O injetor capilar tem por objetivo atomizar o propelente líquido e distribuí-lo o mais uniformemente possível sobre o leito catalítico, colocando assim o máximo de catalisador em contato com a hidrazina no menor intervalo de tempo possível. Consegue-se, dessa forma, que o tempo de partida, isto é, o tempo necessário para que se inicie a decomposição da hidrazina, seja inferior a 10ms. No leito catalítico existem quatro regiões distintas. Na região mais próxima do injetor, isto é, a primeira camada de grãos (normalmente com diâmetros entre 0,6 e 0,8mm), a hidrazina é vaporizada. A energia necessária para esta mudança de fase advém da decomposição de uma pequena quantidade da hidrazina. Na região subseqüente, uma parte maior da hidrazina é cataliticamente decomposta. Já na terceira região, a decomposição da hidrazina passa a ser preponderantemente térmica. Finalmente, na última região, uma parte do amoníaco inicialmente formado é decomposto endotermicamente a nitrogênio e hidrogênio. As três primeiras regiões ocupam somente cerca de 10% do comprimento total do leito, sob condições de estado estacionário. Catalisadores 30-35%Ir/Al 2 O 3 são empregados, por exemplo, em sistemas de micropropulsão de satélites de telecomunicações com órbita equatorial.

Tais satélites, por permanecerem imóveis em relação a um observador terrestre, são denominados geoestacionários, apresentando um período de revolução de 24 horas. Estes satélites, na realidade, não permanecem exatamente estacionários, em virtude de perturbações devidas à elipticidade da Terra e às atrações solar e lunar que provocam ligeiras derivas. Esses desvios de posição são corrigidos periodicamente pela ação de telecomandos, emitidos por estações terrestres de controle, sobre o sistema de micropropulsão do satélite.

Atualmente, catalisadores de irídio sobre alumina (30-35%Ir/Al 2 O 3 ), preparados no LCP, estão sendo testados em micropropulsores, fornecidos pela Empresa Fibraforte, visando substituição do catalisador Shell-405.

Catalisadores presentes em sistemas micropropulsivos a monopropelente para correção de órbita e atitude de satélites artificiais.

• Nacionalização do catalisador do sistema propulsivo de correção de órbita e atitude de satélites.
• Desenvolvimento de novos catalisadores: Carbetos e Nitretos de metais de transição.

FIBRAFORTE Propulsores de baixo empuxo Recursos FAPESP (PIPE).