Ensayo Charpy: qué significa el J2 de un S355J2 y cuándo pedirlo

21 de octubre de 2026  ·  Indumor

Equipo de perforación en un paisaje nevado

Un acero puede ser fuerte y frágil al mismo tiempo.

Suena a contradicción, pero no lo es. La resistencia dice cuánta carga aguanta una pieza antes de deformarse o romperse cuando la carga sube despacio. La tenacidad dice cuánta energía absorbe antes de romperse cuando la carga llega de golpe, y sobre todo cuando hay una entalladura —un defecto, un rincón, una soldadura— donde la fisura puede arrancar. Dos aceros con la misma resistencia pueden tener tenacidades muy distintas. Y la tenacidad, a diferencia de la resistencia, cambia mucho con la temperatura.

El problema: el frío

Los aceros estructurales comunes tienen una transición: por encima de cierta temperatura se rompen de manera dúctil, deformándose y absorbiendo mucha energía; por debajo, se rompen de manera frágil, casi sin deformarse, como un vidrio. Esa temperatura de transición depende de la composición, del espesor, del proceso de fabricación y de la soldadura. Una estructura que en verano trabaja tranquila puede volverse vulnerable en una helada, con la misma carga.

La consecuencia

Una rotura frágil no avisa. No hay deformación previa que alguien pueda ver, ni ruidos, ni tiempo para descargar la estructura: la fisura cruza la pieza a gran velocidad. Así se partieron, en los años cuarenta, varios de los barcos soldados de la Segunda Guerra, con agua fría y acero que no había sido elegido por su tenacidad; la historia está contada en cómo nació la soldadura eléctrica. En los años cincuenta, después de esas investigaciones, el ensayo Charpy pasó a ser un requisito de las especificaciones. Hoy es rutina.

La solución: medirlo y pedirlo

El ensayo Charpy mide esa tenacidad. Se toma una probeta de 10 × 10 × 55 mm con una entalladura en V de 2 mm, se la lleva a la temperatura de ensayo y se la golpea con un péndulo. La energía que absorbe al romperse, en joules, es el resultado. Se ensayan tres probetas y se toma el promedio, con un mínimo individual. Las normas que lo describen son la ISO 148-1 y la ASTM E23.

Ahí entra el J2. En la norma europea EN 10025-2, el nombre de un acero estructural dice su tenacidad garantizada. En un S355, el 355 es el límite de fluencia mínimo en megapascales, y las letras que siguen dicen el ensayo Charpy:

  • JR: 27 J a +20 °C.
  • J0: 27 J a 0 °C.
  • J2: 27 J a −20 °C.
  • K2: 40 J a −20 °C.

El resultado se lee como un promedio con un piso. Para un requisito de 27 J, el promedio de las tres probetas tiene que llegar a 27 J, y se admite que una sola quede por debajo, pero no menos del 70 % del valor pedido. En chapas finas, donde no entra una probeta de 10 mm, se ensayan probetas reducidas, de 7,5 o 5 mm, con requisitos proporcionales. Además de los joules, el laboratorio puede informar el aspecto de la fractura —cuánto es fibrosa y cuánto cristalina— y la expansión lateral de la probeta, que dicen lo mismo con otras palabras.

Para temperaturas más bajas existen grados normalizados o termomecánicos con letras propias, como los NL y ML, ensayados a −50 °C. En las normas ASTM, en cambio, aceros como el A36 o el A572 grado 50 no traen el Charpy incluido: se pide como requisito suplementario.

¿Cuándo pedirlo? Cuando la estructura va a trabajar al aire libre en lugares fríos —la Patagonia, la alta montaña, la Puna—; cuando recibe cargas de impacto o trabaja a fatiga, como una vía de puente grúa; cuando las chapas son gruesas, porque el espesor aumenta el riesgo de rotura frágil; y cuando hay muchas soldaduras con poca libertad de movimiento. Y el espesor manda: a igual grado, una chapa gruesa se vuelve frágil a una temperatura más alta que una fina, por eso la EN 1993-1-10 trae una tabla que, según el grado, la temperatura de servicio y la tensión, fija el espesor máximo admisible de cada subgrado. Un J2 en lugar de un JR cuesta poco más y en una helada te salva las papas. Y si el proyecto lo pide, el requisito no termina en el material: los procedimientos de soldadura también se califican con ensayos Charpy, en el metal de aporte y en la zona afectada por el calor.

Para verificar que el acero que llegó es el que se pidió, el resultado del Charpy tiene que estar en el certificado de material, con la temperatura de ensayo y los valores de las tres probetas. Si la obra es para minería de altura, también vale leer qué cambia al fabricar para la montaña.

Un último consejo, desde el taller de Indumor: la tenacidad se pide en el plano, no se supone. Un acero sin letra de Charpy puede ser excelente, pero nadie lo garantiza; y en el frío, lo que no está garantizado no cuenta. Pedí la letra en la orden de compra y controlala en el certificado.

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