Inspección por corrientes de Eddy para verificar tratamiento térmico, confirmar el temple y dominar los seis factores que alteran cada lectura — en el marco de AMS2658D.
La conductividad eléctrica es la facilidad con la que los electrones se desplazan a través de un material. Cuanto más libremente fluyen, mayor es su conductividad.
En la industria aeroespacial esta medición es una herramienta de seguridad: permite verificar el tratamiento térmico de estructuras de aluminio, confirmar el temple resistente a corrosión en aleaciones 7xxx y detectar daño térmico — todo de forma no destructiva, sin comprometer la pieza. Es la base de especificaciones como AMS2658D.
Todo material está formado por átomos con un núcleo de protones y neutrones rodeado de electrones en órbita. El flujo de esos electrones a través del material constituye una corriente eléctrica. La capacidad relativa de los átomos de un metal para permitir ese flujo es, precisamente, su conductividad: una propiedad física que depende de la composición, la estructura cristalina y el estado de tratamiento del material.
La conductividad es una autopista para electrones. En un metal puro la autopista está despejada y la corriente circula rápido (alta conductividad). Cada átomo de aleante es como un coche estacionado en un carril: estorba el paso. Por eso un poco de aleante frena mucho el tráfico — y por eso la conductividad delata la composición y el estado del material.
En ensayos no destructivos, una bobina excitada con corriente alterna induce corrientes de Eddy en la pieza. La conductividad del material modifica la impedancia compleja de la bobina; el instrumento convierte ese cambio de impedancia en un valor de conductividad. Por eso es una medición indirecta, sensible a todo lo que altere el camino de las corrientes inducidas.
Cada metal recibe un valor de conductividad en una escala relativa al cobre puro recocido: el International Annealed Copper Standard.
El patrón IACS define una barra de cobre de 1 metro de longitud y 1 mm² de sección, mantenida a 20 °C, con una resistencia de 0,017241 Ω, lo que equivale a 100 %IACS. La unidad SI es el Siemens por metro (S/m); por convención, 100 %IACS = 58 MS/m.
Los patrones primarios internacionales se conservan en el NIST (EE. UU.) y el NPL (Reino Unido), con una exactitud cercana a 0,2 %IACS, y se calibran de forma cruzada entre sí para mantener la trazabilidad. Los patrones secundarios — los que normalmente acompañan a un instrumento de campo como el SIGMATEST — alcanzan una exactitud típica de 0,35 %IACS.
La conductividad medida no depende solo del material: la geometría, la temperatura y la frecuencia de ensayo modifican el resultado. Conocerlos es la diferencia entre una lectura válida y un rechazo injustificado.
Pequeñas cantidades de elementos aleantes reducen la conductividad de forma drástica.
El temple y el trabajo en frío cambian la estructura — y con ella la conductividad.
A mayor temperatura, los átomos vibran más y la conductividad baja.
Por debajo de 3× la profundidad de penetración la lectura deja de ser fiable.
El revestimiento (AlClad) desvía la lectura según la frecuencia usada.
Las superficies convexas y cóncavas requieren factores de corrección.
La conductividad suele caer de forma dramática con cantidades muy pequeñas de elemento aleante. La pureza del metal base importa menos que lo que se le añade.
La correlación entre dureza y conductividad es la base de la verificación de tratamiento térmico por corrientes de Eddy. Pero ninguna de las dos basta por sí sola.
El tratamiento térmico y el trabajo en frío reordenan la estructura cristalina de la aleación. La forma recocida (O) de cualquier aleación tiene la estructura más regular — y por tanto la mayor conductividad. Al envejecer o endurecer la aleación, la conductividad cambia de forma medible: una 2014 recocida ronda el 50 %IACS, mientras que en estado 2014-T4 cae a ~30 %IACS.
En aleaciones de aluminio aeroespacial, esta correlación es la herramienta práctica para confirmar que una pieza recibió el tratamiento térmico correcto sin destruirla: se mide la conductividad en campo, se contrasta contra las bandas de aceptación de la especificación, y donde haga falta se confirma con dureza.
Al aumentar la temperatura, los átomos vibran con mayor amplitud e interfieren con el movimiento de los electrones. El resultado: la conductividad disminuye.
La relación es inversa y nada despreciable: el mismo aluminio comercialmente puro pasa de 69 %IACS a −10 °C a 62 %IACS a 20 °C. Las bandas de aceptación de las normas están referidas a 20 °C, de modo que toda lectura debe normalizarse a esa temperatura antes de compararla.
Las corrientes de Eddy se atenúan exponencialmente con la profundidad. Para una lectura válida, el material debe tener al menos tres veces la profundidad estándar de penetración (δ).
Las corrientes de Eddy son como el eco de tu voz en una cueva: fuertes en la superficie y cada vez más débiles hacia el fondo. La profundidad de penetración (δ) marca dónde casi se apagan. Si la pieza es más delgada que 3δ, el “eco” rebota en la cara opuesta y contamina la lectura — como intentar medir la profundidad de una piscina que en realidad es un charco.
| Material | δ @ 60 kHz | Mín. (3δ) | δ @ 500 kHz | Mín. (3δ) |
|---|---|---|---|---|
| Aleaciones de Al (35 %IACS) | 0,46 mm | 1,4 mm | 0,16 mm | 0,47 mm |
| Acero inox. 304 (2,5 %IACS) | 1,71 mm | 5,1 mm | 0,59 mm | 1,8 mm |
| Ti-6Al-4V (1 %IACS) | 2,70 mm | 8,1 mm | 0,94 mm | 2,8 mm |
Las aleaciones de aluminio se producen con frecuencia en forma AlClad: una lámina de aleación (p. ej. 2014) con un recubrimiento fino de aluminio puro — típicamente hasta 0,005″ — para resistir la corrosión.
Ese recubrimiento conduce distinto al metal base, así que la lectura se reparte entre ambos según cuánta energía de las corrientes de Eddy se disipe en el revestimiento — y eso depende de la frecuencia:
Medir conductividad en material revestido es como tomar la temperatura a alguien a través de un abrigo: a baja frecuencia “sientes” sobre todo el cuerpo (el metal base, lo que te interesa); a alta frecuencia solo sientes el abrigo (el recubrimiento). Por eso los procedimientos se escriben a 60 kHz.
Los medidores de conductividad por corrientes de Eddy se calibran para uso sobre superficies planas. Medir sobre superficies curvas exige precaución para mantener la exactitud.
| Situación | Efecto principal | Mitigación |
|---|---|---|
| Superficie cóncava | Despegue (lift-off) de la sonda | El instrumento compensa hasta cierto límite; vigilar el lift-off en el centro de la sonda |
| Superficie convexa | La conductividad indicada baja al reducirse el radio por debajo de ~3″ | Aplicar tablas de corrección por curvatura |
| Regla general | — | Las frecuencias más bajas dan mejores resultados (salvo en tubería de pared delgada) |
Tres factores — espesor, conductividad y recubrimiento — convergen en una sola decisión práctica: qué frecuencia usar.
El aluminio se agrupa en series según su aleante principal. La distinción clave para el inspector es si la aleación es tratable térmicamente: eso decide qué puede verificar la conductividad.
Es la aplicación estrella. Las aleaciones 7xxx de alta resistencia se templan a un pico de dureza (T6), pero ese estado es susceptible a la corrosión bajo tensión (SCC). Al sobreenvejecer la pieza a T73 o T76 se gana resistencia a SCC a cambio de algo de resistencia mecánica — y la conductividad aumenta de forma medible. Por eso la conductividad es el método no destructivo para confirmar que una pieza recibió el temple resistente a corrosión.
Retoma la autopista: en el temple T6 los obstáculos (precipitados finos) están repartidos por todos los carriles — frenan la corriente (baja conductividad) pero anclan la estructura (alta resistencia). Al sobreenvejecer, esos obstáculos se agrupan en pocos montones grandes: dejan carriles libres (sube la conductividad) pero sujetan menos (baja la resistencia). Por eso, en una 7xxx, más conductividad = más sobreenvejecido = más resistencia a corrosión.
| Temple | Conductividad | Brinell mín. | Estado y uso |
|---|---|---|---|
| T6 | 30,5–36,0 % | 135 | Envejecido máximo · máxima resistencia · susceptible a SCC |
| T73 | 38,0–43,0 % | 125 | Sobreenvejecido · resistente a corrosión bajo tensión |
| T76 | 38,0–42,0 % | 130 | Sobreenvejecido · resistente a exfoliación |
Bandas de conductividad y dureza Brinell mínima según AMS2658D, Tabla 1 (aleaciones desnudas). Medición de conductividad por ASTM E1004. Para material revestido rige la Tabla 2.
Dos advertencias que vienen directo de AMS2658D y que cambian cómo inspeccionas:
Dos lecturas sobre material nominalmente igual pueden diferir. Antes de dictaminar, descarta estas causas:
| Variación | Por qué ocurre |
|---|---|
| Mismo metal, distinto temple | 2024-O da 46–51 % pero 2024-T3 cae a 27,5–32,5 %. El temple manda. |
| Bandas que se solapan | Temples vecinos comparten rango — por eso se necesita también la dureza para desambiguar. |
| Recubrimiento (clad) | Lectura ponderada hacia el recubrimiento; sin banda de aceptación en clad. |
| Temperatura no normalizada | Desplaza la lectura; normalizar a 20 °C. |
| Espesor < 3δ | Por debajo del mínimo la lectura deja de ser fiable. |
| Superficie curva, rugosa o corroída | No representa el material base; aplicar factor de corrección o reacondicionar. |
Referencia rápida de campo. Cada una enseña una lección de inspección distinta — valores de aceptación según AMS2658D (material desnudo, 60 kHz, normalizado a 20 °C).
Así se juntan las piezas. Una lectura de conductividad sin la dureza — y sin conocer la banda del temple — puede engañar. Sigue el razonamiento.
Pon a prueba lo aprendido: 5 preguntas al azar de un banco. Recibirás la explicación en cada una y, al terminar, tu puntuación — con opción de repetir con otras preguntas.
Instrumento portátil de corrientes de Eddy que mide la conductividad eléctrica de metales no ferromagnéticos a partir de la impedancia compleja de la sonda. El rango de medición se establece mediante calibración; ante una pieza desconocida, el instrumento convierte la impedancia en un valor de conductividad mostrado en pantalla.
La calidad de medición cumple los estándares de Boeing (BAC 5651) y Airbus, y las normas DIN 50994, ASTM E1004 y DIN EN 2004-1 — las mismas que invoca AMS2658D para la medición de conductividad.
Confirmar que una aleación de aluminio recibió el temple correcto, contrastando la conductividad contra las bandas de AMS2658D.
Separar y ordenar aleaciones, identificar materiales mezclados y controlar la pureza por su firma de conductividad.
Detectar daño térmico en ruedas, componentes de motor y zonas afectadas por impacto de rayo, donde el calor altera la conductividad local.