Análisis de degradación de los materiales utilizados en una carcasa expuesta a la intemperie usada en el proyecto GWSat: prototipo de monitoreo de humedales a través de un sistema espacial tipo Store and Forward

Abstract

Corrales Brenes, Rebeca. Noviembre, 2021. Análisis de degradación de los materiales utilizados en una carcasa expuesta a la intemperie usada en el proyecto GWSat: Prototipo de monitoreo de humedales a través de un sistema espacial tipo Store and Forward, Instituto Tecnológico de Costa Rica. Profesor Asesor: Oscar Chaverri Quirós. Este proyecto fue desarrollado en el Laboratorio de Sistemas Espaciales del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Consistió en analizar la degradación que sufren los materiales que se utilizan para la construcción de la carcasa utilizada en las estaciones remotas de comunicación que se encuentran en la intemperie, y que se utilizan para operar misiones espaciales del tipo Store and Forward. El gabinete debe garantizar una durabilidad entre 6 meses y 5 años, evitando problemas de corrosión dentro y fuera del gabinete. Se recolectaron los datos meteorológicos del Parque Nacional Palo Verde para seleccionar cuatro materiales que resistieran las condiciones ambientales del lugar; acero inoxidable 304, aluminio 6061, acero bajo carbono 1020 y tereftalato de polietileno (PET). Para el diseño del experimento se utilizaron 36 probetas clasificadas como naturales, con recubrimiento comercial y con ZINGA. Estas fueron sometidas a pruebas de vida acelerada: envejecimiento UV y cámara de niebla salina para estudiar la degradación de las configuraciones realizadas. Se seleccionó la configuración de acero bajo carbono 1020 con recubrimiento de ZINGA para la manufactura de la carcasa de la estación remota del proyecto GWSat, debido al desempeño a ambientes hostiles, costos de los insumos necesarios, huella ecológica, seguridad y complejidad de implementación respecto a las otras configuraciones analizadas.

This project was developed in the Space Systems Laboratory of the Technological Institute of Costa Rica. It consisted of analyzing the degradation suffered by the materials used for the construction of the casing used in remote communication stations that are in the open, and that are used to operate Store and Forward type space missions. The cabinet must guarantee a durability between 6 months and 5 years, avoiding corrosion problems inside and outside the cabinet. The meteorological data of the Palo Verde National Park were collected to select four materials that would resist the environmental conditions of the place: 304 stainless steel, 6061 aluminum, 1020 low carbon steel and polyethylene terephthalate (PET). For the design of the experiment, 36 specimens classified as natural, with commercial coating and with ZINGA were used. These were subjected to accelerated life tests: UV aging and salt spray chamber to study the degradation of the configurations made. ZINGA's 1020 coated low carbon steel configuration was selected for the manufacturing of the GWSat project remote station housing, due to harsh environment performance, cost of necessary inputs, ecological footprint, safety, and complexity of implementation relative to the other configurations analyzed.