Compuestos ablativos de matriz polimérica (resina poliéster) reforzada con materiales de desecho industrial y fibra de vidrio

Abstract

Los materiales ablativos son la base de los sistemas de protección térmica de equipos o elementos recuperables que, en servicio, son expuestos a elevadas temperaturas. Generalmente, estos materiales son de difícil adquisición y alto costo, lo que dificulta su aplicación en países como Colombia. Esta investigación describe la obtención y caracterización de materiales compuestos de tipo ablativo basados en una matriz de resina poliéster reforzada con materiales particulados (60-70 % en peso) y fibra de vidrio corta (5 % en peso). Como particulados, se utilizaron residuos cerámicos y escoria de aluminio finamente molidos (˂75 μm), destacando que ambos materiales son subproductos industriales. Los compuestos desarrollados fueron sometidos al ensayo de llama directa con el fin de evaluar su desempeño ablativo. De esta manera, se simularon las condiciones térmicas (1.600-2.000 °C) a las cuales se expone la tobera de un cohete de órbita baja (tipo sonda). Complementariamente, se evaluó el efecto del ensayo ablativo sobre el nivel de agrietamiento y erosión (pérdida de peso) de los compuestos desarrollados. Como medida indirecta del desempeño mecánico residual de los compuestos, fue determinada la dureza de la zona térmicamente afectada. Los resultados obtenidos son considerados de suma importancia para la producción de sistemas de protección térmica o componentes de propulsión con materias primas de fácil adquisición y bajo costo en Colombia.

Avances y desafíos en cohetería experimental con fines científicos, tecnológicos y militares en la Escuela Militar de Aviación-Fuerza Aérea Colombiana

“…Complementariamente, se han realizado pruebas de combustión similares con el fin de poner a prueba los componentes de propulsión fabricados en materiales compuestos ablativos (Camp) (figura 6b), mediante las cuales se han obtenido resultados satisfactorios ante condiciones reales de servicio. Una descripción más detallada de dichos hallazgos puede ser consultada en los artículos "Polymeric ablative composite materials and their application in the manufacture of aerospace propulsion components" (Robayo-Salazar et al, 2020) y "Compuestos ablativos de matriz polimérica (resina poliéster) reforzada con materiales de desecho industrial y fibra de vidrio" (Hermann et al, 2019). Los resultados obtenidos son considerados de gran importancia en el desarrollo y la caracterización de motores cohete de combustible sólido, necesarios para impulsar el campo de la cohetería experimental en Colombia.…”