Ensayo por corrientes de Foucault (ET): principios y aplicaciones industriales es un método no destructivo que utiliza inducción electromagnética para detectar defectos superficiales y subsuperficiales, medir el espesor del recubrimiento y clasificar materiales por conductividad, en gran medida sin preparación de la superficie. Es un pilar en la inspección de tubos de intercambiadores de calor, la detección de grietas en superficie y la clasificación de materiales en líneas de producción.
Se coloca una sonda con una bobina alimentada por corriente alterna cerca o dentro de una pieza conductora. Su campo magnético induce corrientes de Foucault debajo de la superficie, generando un campo opuesto que cambia la impedancia eléctrica de la bobina. Cualquier discontinuidad —una grieta, un cambio en el espesor de pared, una variación de aleación o un cambio de conductividad— altera esta firma, normalmente leída en una pantalla en el plano de impedancia, lo que permite al operador identificar y caracterizar los defectos.
ET solo funciona en materiales eléctricamente conductores, metales y algunos compuestos conductores; no puede inspeccionar plásticos, cerámicas o la mayoría de los composites a menos que contengan fibras conductoras. Esto lo diferencia del ensayo de líquidos penetrantes, utilizable en cualquier superficie no porosa, o del ensayo por partículas magnéticas, restringido a materiales ferromagnéticos pero que comparte con ET la rapidez y la preparación mínima.
Las corrientes de Foucault se concentran cerca de la superficie y decaen exponencialmente con la profundidad: el efecto piel. La profundidad a la que la densidad de corriente cae hasta aproximadamente el 37 por ciento (1/e) de su valor en superficie es la profundidad estándar de penetración, inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la frecuencia, la conductividad y la permeabilidad.
La elección de la frecuencia implica un intercambio entre profundidad y resolución; los técnicos suelen mezclar frecuencias para suprimir señales tales como indicaciones de placas de soporte mientras mantienen la sensibilidad frente a defectos.
El lift-off es la distancia entre la bobina de la sonda y la superficie de la pieza. Pequeñas variaciones, por la rugosidad de la superficie, el espesor del recubrimiento o el manejo inconsistente, producen grandes cambios de impedancia que pueden enmascarar o simular defectos reales. Suele ser la fuente de ruido dominante en ET con sondas de superficie, aunque se explota en una aplicación: la intensidad de la señal por lift-off se correlaciona de forma predecible con la separación sonda-sustrato, siendo el principio de funcionamiento de la medición no contactada del espesor del recubrimiento. En la detección de defectos, el lift-off debe controlarse o anularse mediante el diseño de la sonda, contacto con resorte o procesamiento de señal que separe el efecto lift-off de la respuesta por defecto.
La mayor aplicación industrial de ET es la inspección de miles de tubos de pared delgada dentro de intercambiadores de calor de carcasa y tubo, condensadores y calderas. Se hace pasar una sonda tipo bobina por cada tubo, escaneando toda la longitud en una sola pasada.
| Tipo de sonda | Uso principal | Detecta típicamente |
|---|---|---|
| Sonda tipo bobina | Escaneo de longitud total, tubos no ferromagnéticos | Pérdida de pared, picaduras, corrosión, desgaste de bafles |
| Sonda rotativa (RPC/MRPC) | Regiones de la placa de tubos y codos en U | Grietas circunferenciales/axiales, agrietamiento por corrosión bajo tensión |
| Ensayo en campo remoto (RFT) | Tubos ferromagnéticos (acero al carbono) | Adelgazamiento de pared, corrosión general |
| Sonda de arreglo/superficie | Superficies planas y curvas | Grietas superficiales, fisuras por fatiga |
Las normas de referencia comunes incluyen ASTM E243 para tubos de cobre y aleaciones de cobre, ASTM E426 para acero inoxidable, titanio y aleaciones similares, y ASME Sección V Artículo 8 para requisitos generales de examen por corrientes de Foucault. Los programas suelen marcar los tubos que superan un umbral de pérdida de pared —a menudo citado alrededor del 20 al 40 por ciento— para taponado o reparación; la cifra exacta la fija el criterio de aptitud para el servicio del propietario.
Las sondas de superficie inspeccionan soldaduras, componentes mecanizados, orificios de sujetadores y piezas forjadas en busca de grietas por fatiga y por corrosión bajo tensión bajo cargas cíclicas, incluyendo zonas que el ensayo de líquidos penetrantes no puede alcanzar una vez están recubiertas. Una variante de baja frecuencia, el ensayo por corrientes de Foucault pulsadas, puede cribar tuberías de acero al carbono en busca de pérdida de pared a través del aislamiento y el revestimiento sin retirarlos primero, un paso de cribado útil antes de una inspección dirigida de corrosión bajo aislamiento. Dado que la conductividad refleja la composición de la aleación y el tratamiento térmico, ET también se utiliza para la clasificación de materiales, la verificación del grado de aleación y la detección de mezclas entre piezas similares sin cortar una muestra.
Las ventajas de ET son la rapidez, la repetibilidad y la preparación mínima: no requiere acoplante, es automatizable, funciona a través de recubrimientos finos y pintura, y proporciona una señal cuantitativa y almacenable para análisis de tendencias. Sus límites: solo funciona en materiales conductores, la profundidad está limitada por el efecto piel, es sensible al lift-off y al ruido por manipulación, y las señales complejas requieren personal formado y, a menudo, certificado. Para defectos profundos subsuperficiales en secciones gruesas, los métodos ultrasónicos suelen ser más adecuados.
Como los haces de tubos se inspeccionan en ciclos recurrentes, el desafío práctico rara vez es la física; consiste en hacer el seguimiento de qué tubos se escanearon, la tendencia de pérdida de pared de cada uno y cuándo un haz supera su umbral de taponado. Los equipos de mantenimiento registran cada vez más los resultados de corrientes de Foucault, mapas de defectos y decisiones de taponado dentro de un CMMS como Fabrico, de modo que el historial de los tubos pase al siguiente plan de parada en lugar de quedar en un informe independiente. Solicite una demo de Fabrico para ver cómo los datos de inspección se conectan con las órdenes de trabajo y el historial de activos.
No directamente. ET necesita un material conductor para inducir corrientes de Foucault, por lo que no puede inspeccionar plásticos, cerámicas o composites no conductores a menos que contengan fibras conductoras como fibra de carbono, y aun así la sensibilidad se reduce.
La profundidad efectiva está limitada por el efecto piel, típicamente desde unas décimas de milímetro hasta unos pocos milímetros, dependiendo de la frecuencia, la conductividad y la permeabilidad. Las frecuencias más bajas alcanzan más profundidad pero pierden resolución para defectos pequeños.
La distancia bobina-superficie afecta fuertemente la impedancia, por lo que pequeñas variaciones por rugosidad de la superficie o recubrimiento pueden producir señales tan grandes como las de defectos reales. Separar el efecto lift-off de la respuesta por defecto es clave para una interpretación fiable.
Ambos son métodos superficiales rápidos y sin acoplante. El ensayo por partículas magnéticas solo funciona en materiales ferromagnéticos y necesita magnetización más medios indicadores, mientras que ET funciona en cualquier material conductor y ofrece una señal cuantitativa que es más fácil de automatizar y registrar.
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