O Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), do Departamento de Ciência e Tecnologia Espaciais (DCTA), tem sido responsável pelo projeto, construção e lançamento de centenas de foguetes de sondagem ao longo dos últimos 40 anos, alguns do quais atendendo a requisitos de agências espaciais de outros países, e pelo desenvolvimento dos veículos relativos ao Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE). Esses veículos transportam uma carga útil que deve ser protegida contra as altas temperaturas atingidas em voo hipersônico através de um escudo térmico. O dimensionamento desse escudo é um dos aspectos críticos do projeto de veículos espaciais, pois proteções térmicas subdimensionadas podem levar à perda da carga útil, e o superdimensionamento acarreta aumento de peso e custo. Um dos sistemas mais comuns usados na proteção térmica de veículos espaciais é o emprego de materiais ablativos. A ablação é um processo envolvendo mudança de fase e reações químicas sofridas pelo material, onde o calor produzido pela conversão da energia cinética do veículo é eliminado através da perda de massa do escudo. O correto dimensionamento desse escudo e a seleção de um material conveniente dependem do conhecimento prévio de suas propriedades e de seu desempenho como proteção ablativa. A construção do modelo matemático deve considerar a presença de fenômenos físicos e químicos, de forma isolada ou agregada, de modo que seja possível criar um conjunto de equações de solução viável, sem incorrer em complexidade e custos que excedam a capacidade e os recursos do IAE. No presente trabalho, empregou-se uma metodologia simplificada para a modelagem física do processo ablativo, representando a pirólise por uma interface entre o material virgem e o carbonizado, estabelecendo um modelo físico representativo do processo de ablação em compósitos. A partir de uma técnica inversa, foi possível determinar os parâmetros termofísicos dos materiais compósitos de carbono/fenólica, quartzo/fenólica, carbono/carbono e grafite, apresentando boa concordância com os resultados experimentais. Um modelo de ablação confiável, versátil e de baixo custo computacional foi obtido, atingindo um valor rms global de 18,38% em comparações com resultados experimentais, frente a um valor de 39,73% atingido por um modelo de referência.