--- title: "Aceros eléctricos: grados, propiedades magnéticas y control…" description: "Compare los grados de acero eléctrico, las propiedades magnéticas, las normas y el control de las pérdidas en el núcleo para núcleos eficientes de…" canonical: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo language: es robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/steel-families/electrical-steels-grades-magnetic-properties-and-core-loss-control.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/skupiny-ocelí/elektrotechnické-oceli-jakosti-magnetické-vlastnosti-a-řízení-ztrát-v-jádře.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-güten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/familles-d-aciers/aciers-électriques-nuances-propriétés-magnétiques-et-maîtrise-des-pertes-fer.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/acélcsaládok/villamos-acélok-minőségek-mágneses-tulajdonságok-és-a-magveszteség-szabályozása.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/acciai-elettrici-qualità-proprietà-magnetiche-e-controllo-delle-perdite-nel-nucleo.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/staalgroepen/elektrostaalsoorten-kwaliteiten-magnetische-eigenschappen-en-beheersing-van-kernverliezen.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/grupy-stali/stale-elektrotechniczne-gatunki-właściwości-magnetyczne-i-kontrola-strat-w-rdzeniu.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/famílias-de-aço/aços-elétricos-classes-propriedades-magnéticas-e-controlo-das-perdas-no-núcleo.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/группы-сталей/электротехнические-стали-марки-магнитные-свойства-и-контроль-потерь-в-сердечнике.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/çelik-grupları/elektrik-çelikleri-kaliteler-manyetik-özellikler-ve-nüve-kayıplarının-kontrolü.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/钢材分类/电工钢-牌号-磁性能与铁芯损耗控制.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼種の分類/電磁鋼板-種類-磁気特性-鉄損の制御.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/مجموعات-الفولاذ/الفولاذ-الكهربائي-الدرجات-والخصائص-المغناطيسية-والتحكم-في-فاقد-القلب.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강종-계열/전기강판-등급-자기적-특성-및-철심-손실-제어.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/famílias-de-aços/aços-elétricos-classes-propriedades-magnéticas-e-controle-das-perdas-no-núcleo.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/स्टील-समूह/विद्युत-इस्पात-ग्रेड-चुंबकीय-गुणधर्म-और-कोर-हानि-नियंत्रण.md content_hash: sha256:4b6394f4c297c1d2bb708db33215379d40746c29bdcb34a01cbf72e7d66d6e19 generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo > Canonical URL: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real > content change; `generated` moves on every render and is not a change signal. ![Aceros eléctricos: grados, propiedades magnéticas y control de las pérdidas en el núcleo](/images/uploads/3561eeb2-22ea-480b-bc22-8fd06ca693af/wiki-hero-electrical-steel-laminations-assembled-into-a-transformer-core-beside-a-motor-st-1920x823.jpg) Familias de aceros # Aceros eléctricos: grados, propiedades magnéticas y control de las pérdidas en el núcleo Compare los grados de acero eléctrico, las propiedades magnéticas, las normas y el control de las pérdidas en el núcleo para núcleos eficientes de transformadores y motores. ![Retrato de Anders Bergström, reportero del sector del acero](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg) **[Anders Bergström](/es/noticias/autor/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Familias de aceros 60+ min de lectura Actualizado 14 ago 2026 Revisado con evidencia En esta páginaEn esta página - [Qué es el acero eléctrico y qué no indica su designación de grado](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo#qué-es-el-acero-eléctrico-y-qué-no-indica-su-designación-de-grado "Qué es el acero eléctrico y qué no indica su designación de grado") - 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No se trata de una única composición, una única textura ni un único estado de procesamiento. Este material forma las chapas apiladas o el fleje enrollado de motores, generadores, transformadores, reactores y otros circuitos magnéticos, en los que el acero debe magnetizarse y desmagnetizarse repetidamente sin convertir demasiada energía eléctrica en calor. Esta función impone requisitos diferentes de los aplicables al acero estructural. Un núcleo magnético necesita una alta permeabilidad a la inducción de funcionamiento prevista, pérdidas limitadas en el núcleo a la frecuencia prevista, una resistencia mecánica suficiente para su manipulación y una superficie eléctricamente aislante entre las chapas adyacentes. Por ello, el acero se somete a fusión, laminación, recocido, tratamiento superficial y, en ocasiones, tratamiento por deformación o láser para controlar su respuesta magnética. #### Tres clases de acero eléctrico No orientado completamente procesado Suministrado con su condición magnética prevista ya establecida y diseñado para un comportamiento magnético relativamente similar en el plano. No orientado semiprocesado Suministrado antes del tratamiento térmico final de mejora magnética realizado por el usuario. Orientado según el grano completamente procesado Suministrado con una textura cristalográfica marcada que favorece la magnetización a lo largo de la dirección de laminación. Las clases de acero eléctrico difieren por su textura, estado de suministro y circuito magnético previsto. | Clase de material | Direccionalidad magnética | Condición de suministro | Contexto de diseño típico | |---|---|---|---| | No orientado completamente procesado | Respuesta relativamente similar en el plano | Condición magnética final establecida | Máquinas rotativas | | No orientado semiprocesado | Respuesta relativamente similar en el plano después del procesamiento final | Se espera un procesamiento adicional por parte del usuario | Componentes de máquinas rotativas que requieren recocido final | | Orientado según el grano completamente procesado | Fuerte preferencia por la dirección de laminación | Completamente procesado antes del suministro | Circuitos magnéticos de transformadores | Perfil del acero orientado según el grano Perfil cualitativo del acero orientado según el grano: comportamiento marcado en la dirección de laminación y uniformidad transversal limitada. Deben mantenerse separadas tres clases de productos. El acero eléctrico no orientado totalmente procesado está destinado a presentar un comportamiento magnético relativamente similar en las distintas direcciones del plano, por lo que es habitual en máquinas rotativas. El acero no orientado semiprocesado se suministra esperando una mejora magnética adicional durante la operación de recocido final del usuario. El acero eléctrico de grano orientado totalmente procesado se fabrica con una textura cristalográfica marcada, convencionalmente la textura Goss, de modo que la magnetización a lo largo de la dirección de laminación resulta especialmente favorable. Se trata de productos de ingeniería diferentes, no simplemente de distintos puntos en una escala de contenido de silicio. #### Componentes de la pérdida en el núcleo - **Pérdida por histéresis** Energía disipada por el movimiento irreversible de las paredes de dominio durante los ciclos de magnetización. - **Pérdida clásica por corrientes parásitas** Calor generado por corrientes circulantes inducidas dentro de la chapa conductora. - **Pérdida adicional** Pérdida dinámica adicional asociada con el movimiento de las estructuras de dominio y las interacciones locales. Los mecanismos de pérdida explican por qué la chapa se lamina en chapas apiladas. El estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology descompone las pérdidas del núcleo de transformador en pérdidas por histéresis, pérdidas clásicas por corrientes parásitas y pérdidas excedentes. Las pérdidas por histéresis surgen de los aspectos irreversibles del movimiento de las paredes de dominio cuando el campo magnético realiza ciclos. El flujo alterno también induce corrientes circulantes dentro del acero; estas corrientes parásitas clásicas disipan energía debido a la resistencia eléctrica. Las pérdidas excedentes representan pérdidas dinámicas adicionales asociadas con el movimiento de las estructuras de dominio y sus interacciones locales. La chapa delgada reduce el recorrido disponible para las corrientes parásitas. Un recubrimiento aislante separa eléctricamente cada chapa de la siguiente. Un mayor contenido de silicio y aluminio generalmente eleva la resistividad eléctrica, mientras que el procesamiento y el control de la textura afectan al movimiento de las paredes de dominio y a la permeabilidad. La alineación de los granos puede reducir las pérdidas a lo largo de una dirección preferente. Ninguna de estas medidas constituye una regla universal de clasificación: el espesor, la composición química, la textura, el recubrimiento, el recocido, la tensión y la inducción de funcionamiento actúan conjuntamente. ### Designación del grado frente a propiedad magnética medida Una designación de grado solo tiene significado junto con la norma que la rige y el estado de suministro. Un nombre impreso en un certificado de colada no indica, por sí solo, una única propiedad magnética que pueda trasladarse sin cambios a todos los diseños de núcleo. La designación identifica una clase y un marco de especificaciones; el resultado medido corresponde a una condición de ensayo. Determinados documentos ASTM organizan el acero eléctrico por clase de material, recubrimiento y función de ensayo. | Norma | Alcance | Suministro o función | |---|---|---| | ASTM A677 | Acero eléctrico no orientado completamente procesado | Especificación del material | | ASTM A683 | Acero eléctrico no orientado semiprocesado | Especificación del material | | ASTM A876 | Acero eléctrico orientado según el grano completamente procesado | Especificación del material | | ASTM A976 | Recubrimientos aislantes para acero eléctrico | Clasificación de recubrimientos | | ASTM A804/A804M | Mediciones magnéticas unidireccionales | Método de ensayo | ASTM International ofrece un mapa útil de las normas a través del Subcommittee A06.02. ASTM A677 cubre los aceros eléctricos no orientados totalmente procesados, ASTM A683 cubre los aceros eléctricos no orientados semiprocesados, ASTM A876 cubre los aceros eléctricos de grano orientado totalmente procesados y ASTM A976 clasifica los recubrimientos aislantes para acero eléctrico. La distinción entre A677 y A683 no es meramente estética. Una norma describe el material suministrado en un estado magnético acabado, mientras que la otra se refiere a un material cuyo procesamiento final puede modificar sus propiedades magnéticas. #### No separe la condición de ensayo Un valor de pérdida conforme a ASTM A677 está definido por la frecuencia de 60 Hz, la inducción de 1.5 T y el método de ensayo de Epstein. Un valor medido con otra frecuencia, inducción o geometría de probeta responde a una pregunta diferente. ASTM A677 clasifica los grados de acero eléctrico no orientado completamente procesado por su pérdida máxima en el núcleo a 60 Hz y 1.5 T utilizando el método de Epstein. Strong evidence \[1\] \[1\] [**ASTM A677-07: Standard Specification for Nonoriented Electrical Steel**](https://store.astm.org/a0677-07.html). ASTM International. ASTM International standard, 2007.Conforme a ASTM A677, los grados destinados principalmente a dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz se clasifican por la pérdida máxima en el núcleo, medida a 60 Hz y 1.5 T mediante el método de ensayo Epstein, según se especifica en la edición de 2007 citada aquí. Por tanto, un valor de pérdida declarado conforme a A677 debe interpretarse como «pérdida a 60 Hz, 1.5 T, Epstein», no como una constante independiente de la frecuencia. Un valor medido a 1.0 T o a 400 Hz responde a una pregunta diferente. La condición de inducción debe mantenerse vinculada al comparar las propiedades del acero orientado según el grano. | Designación de acero orientado según el grano | Inducción de ensayo especificada | |---|---| | Grados convencionales | 1.5 T | | Otros grados orientados según el grano | 1.7 T | #### Compare inducción con inducción Una pérdida numéricamente menor a 1.5 T no es directamente comparable con una pérdida medida a 1.7 T. Conserve la frecuencia, la inducción, la dirección y el método antes de ordenar los grados. Las designaciones de los aceros de grano orientado requieren aún más cuidado. ASTM A876, citada en su edición de 2017, cubre los aceros de grano orientado de hierro y silicio con bajo contenido de carbono que contienen aproximadamente un 3.2 % de silicio, e incluye grados convencionales, de alta permeabilidad y marcados por láser. La práctica de ASTM distingue los grados convencionales de grano orientado designados para ensayos a 1.5 T de otros grados de grano orientado designados para ensayos a 1.7 T. Un grado asociado con una pérdida declarada menor a una inducción determinada no puede declararse superior a otro grado ensayado a una inducción diferente. IEC 60404-8-3:2023 cubre el fleje y la chapa de acero eléctrico no orientado laminados en frío y suministrados en estado semiprocesado. Sus espesores nominales incluyen 0.47, 0.50, 0.64, 0.65 y 0.79 mm, junto con requisitos relativos a las propiedades magnéticas, las dimensiones, las tolerancias y la inspección. IEC 60404-8-7:2017 cubre el fleje y la chapa de grano orientado laminados en frío y suministrados totalmente procesados, incluido el material con textura Goss en espesores nominales de 0.23, 0.27, 0.30 y 0.35 mm. Estas designaciones de espesor describen productos incluidos en una norma; no predicen el comportamiento completo de las pérdidas de cada núcleo ensamblado. El contenido de silicio presenta la misma limitación. La descripción de aproximadamente un 3.2 % de silicio de ASTM A876 identifica un intervalo químico importante para los aceros de grano orientado que cubre, pero el porcentaje de silicio por sí solo no revela la intensidad de la textura, el refinamiento de los dominios, el comportamiento del recubrimiento, la sensibilidad a la tensión ni la pérdida medida. Dos aceros con contenidos de silicio similares pueden responder de manera diferente porque difieren en su laminación, recocido, tamaño de grano y textura. ### Por qué importan la frecuencia, la inducción, la dirección y el método de ensayo de las probetas Las pérdidas en el núcleo son condicionales. La frecuencia modifica el número de ciclos de magnetización por segundo y altera las contribuciones relativas de las pérdidas por histéresis, por corrientes parásitas y excedentes. La inducción modifica la excursión magnética y puede llevar el material a una región en la que el comportamiento de las paredes de dominio y la saturación local produzcan pérdidas mucho mayores. El espesor es especialmente importante para las pérdidas por corrientes parásitas, pero no puede separarse de la resistividad ni de la calidad del aislamiento. La dirección es decisiva en el acero de grano orientado. Su trayectoria magnética favorable se encuentra sustancialmente a lo largo de la dirección de laminación, mientras que una trayectoria transversal u oblicua puede presentar una permeabilidad y unas pérdidas diferentes. El acero no orientado es menos direccional, pero no perfectamente independiente de la dirección. Los bordes cortados, las tensiones de punzonado, el doblado, las uniones y la sujeción también pueden modificar el resultado con respecto al valor medido en una chapa sin deformar. ASTM A804/A804M proporciona mediciones unidireccionales en acero eléctrico orientado según el grano aplanado térmicamente, con resultados comparables al método de Epstein de 25 cm. Strong evidence El método de ensayo de la probeta establece la geometría y el circuito magnético utilizados para obtener el valor. ASTM A804/A804M, citada en la edición de 2021, está destinada principalmente a mediciones magnéticas de corriente alterna unidireccional en acero eléctrico de grano orientado aplanado térmicamente, utilizado como material para las chapas apiladas de núcleos de transformadores. Sus resultados son comparables con los del método Epstein de 25 cm, pero esta afirmación no hace que todos los ensayos magnéticos sean intercambiables. Un resultado de tira única o unidireccional y un resultado Epstein deben identificarse por el método, la dirección y la preparación de la probeta. #### Campos mínimos para una comparación responsable 1. **Clase de material** Identifique el acero no orientado, orientado según el grano o no orientado semiprocesado. 2. **Norma y designación** Indique la especificación aplicable y el marco de designación del grado. 3. **Estado de suministro** Indique si el producto está completamente procesado o semiprocesado. 4. **Espesor** Registre el espesor nominal por separado del grado. 5. **Condiciones magnéticas** Indique la frecuencia, la inducción máxima, la forma de onda cuando sea pertinente y la dirección de laminación cuando sea pertinente. 6. **Condiciones de ensayo y de superficie** Identifique el método de la probeta y la condición del recubrimiento. Por tanto, el formato de comparación seguro incluye la clase de material, la norma y la designación, el estado de suministro, el espesor nominal, la frecuencia, la inducción máxima, la dirección de laminación cuando sea pertinente, el método de ensayo de la probeta y el estado del recubrimiento. «Acero de grano orientado de 0.30 mm» es una descripción incompleta. «Acero de grano orientado totalmente procesado, IEC 60404-8-7:2017, 0.30 mm, medido a lo largo de la dirección de laminación a una frecuencia e inducción declaradas y mediante un método declarado» puede compararse de manera responsable. #### No utilice un valor de pérdida aislado Asocie siempre el resultado de pérdida en el núcleo con la clase de material, el estado de suministro, el espesor, la frecuencia, la inducción máxima, la forma de onda cuando sea pertinente, el método de la probeta, la dirección y la condición del recubrimiento. Una cifra de pérdidas en el núcleo sin esas condiciones no constituye una clasificación de rendimiento transferible. Es únicamente una medición aislada. ## Las tres clases de materiales: no orientado, de grano orientado y semiprocesado El acero eléctrico no constituye una única categoría de material con una clasificación que vaya simplemente de «bajo contenido de silicio» a «alto contenido de silicio». La primera distinción corresponde a la clase de suministro y a la estructura cristalográfica: acero eléctrico no orientado totalmente procesado, acero eléctrico de grano orientado totalmente procesado o acero eléctrico no orientado semiprocesado. Cada clase llega al usuario en un estado metalúrgico diferente, se mide en distintas direcciones magnéticas y bajo diferentes condiciones de ensayo, y puede responder de manera distinta al troquelado, al alivio de tensiones, al recubrimiento y al ensamblaje. El Subcomité A06.02 de ASTM proporciona un mapa útil de las normas. ASTM A677 abarca los aceros eléctricos no orientados totalmente procesados; ASTM A683 abarca los aceros eléctricos no orientados semiprocesados; ASTM A876 abarca los aceros eléctricos de grano orientado totalmente procesados; y ASTM A976 clasifica los recubrimientos aislantes para acero eléctrico. Los documentos IEC correspondientes añaden una distinción importante: IEC 60404-8-3:2023 abarca las tiras y chapas de acero eléctrico no orientado laminadas en frío suministradas en estado semiprocesado, mientras que IEC 60404-8-7:2017 abarca las tiras y chapas de acero eléctrico de grano orientado laminadas en frío suministradas en estado totalmente procesado. El resultado magnético no puede determinarse únicamente a partir del nombre del grado. La frecuencia, la inducción máxima, el método de ensayo de la probeta, la dirección de laminación, el espesor, el recubrimiento y el estado de suministro deben acompañar a cualquier valor citado de pérdidas en el núcleo o de permeabilidad. ### Acero eléctrico no orientado totalmente procesado El acero eléctrico no orientado totalmente procesado está diseñado de modo que sus propiedades magnéticas queden sustancialmente establecidas antes de que el material llegue al fabricante de componentes. Sus granos no comparten la fuerte alineación preferente característica del acero de grano orientado para transformadores. En su lugar, la respuesta magnética en el plano es aproximadamente isotrópica: el flujo puede desplazarse en distintas direcciones de la chapa sin la gran ventaja en la dirección de laminación asociada a una textura de Goss. «Aproximadamente» es importante. El procesamiento sigue produciendo textura, tensiones residuales, efectos de borde y diferencias direccionales, por lo que no orientado no significa perfectamente independiente de la dirección. ASTM A677, citada por ASTM International en 2007, abarca los aceros eléctricos no orientados totalmente procesados utilizados principalmente en dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz. Sus grados se clasifican por la pérdida máxima en el núcleo medida a **60 Hz y 1,5 T**, mediante el método de ensayo Epstein. Esta designación es una clasificación basada en un ensayo, no un valor universal de pérdidas aplicable a todos los motores, generadores o inductores. Una probeta ensayada con otra inducción, frecuencia o forma de onda puede producir un resultado diferente. El resultado Epstein tampoco predice automáticamente el comportamiento magnético de un núcleo troquelado y ensamblado, en el que las tensiones de corte, las rebabas, las uniones, la sujeción y la distorsión local del flujo afectan a las pérdidas. Por tanto, la chapa no orientada se asocia a circuitos magnéticos en los que el flujo cambia de dirección alrededor de la máquina o del componente. Los estatores de motores y generadores constituyen el ejemplo habitual, aunque la propia clase de material no prescribe un diseño concreto de máquina. La ausencia de una fuerte alineación en una sola dirección hace que la respuesta media en el plano sea más útil cuando el flujo gira o recorre varias direcciones de la chapa. Las pérdidas en el núcleo tienen fuentes físicas diferenciadas. El estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology separa las pérdidas en el núcleo de los transformadores en contribuciones de histéresis, corrientes parásitas clásicas y pérdidas excesivas. Las pérdidas por histéresis acompañan al movimiento de las paredes de dominio cuando se invierte la magnetización. Las pérdidas por corrientes parásitas clásicas surgen cuando el flujo variable induce corrientes circulantes en la chapa conductora. Las pérdidas excesivas representan efectos dinámicos adicionales asociados al movimiento de las estructuras de dominio y a sus interacciones locales. La pérdida en el núcleo declarada para un grado es la medición combinada bajo condiciones especificadas, no una medición directa de un único mecanismo. El espesor está especialmente relacionado con la contribución de las corrientes parásitas clásicas, porque las laminaciones más delgadas limitan el tamaño de los bucles de corriente. El aislamiento eléctrico entre laminaciones desempeña la misma función eléctrica básica a nivel del apilamiento. Un mayor contenido de silicio y aluminio puede aumentar la resistividad eléctrica y reducir las pérdidas por corrientes parásitas, pero la composición también afecta a la inducción de saturación, la ductilidad, la respuesta al procesamiento y la textura. Por tanto, el porcentaje de silicio es una variable de diseño, no un sustituto de la clasificación del material ni de las pérdidas medidas. El material totalmente procesado aún puede sufrir cambios de propiedades durante la fabricación. El troquelado introduce deformación plástica y tensiones residuales cerca de los bordes cortados. La soldadura, la sujeción y los dobleces pronunciados pueden alterar la permeabilidad local y aumentar las pérdidas. La palabra «procesado» describe el estado de suministro del acero; no garantiza que un núcleo terminado conserve el resultado del ensayo de la chapa proporcionado por el proveedor. ### Acero eléctrico de grano orientado totalmente procesado Textura de Goss **Textura de Goss** Textura cristalográfica del acero eléctrico orientado según el grano que sitúa una dirección favorable de fácil magnetización aproximadamente a lo largo de la dirección de laminación. El acero eléctrico de grano orientado totalmente procesado está diseñado deliberadamente para presentar una marcada orientación cristalográfica preferente. En la textura habitual, orientada para transformadores, la dirección de magnetización fácil está estrechamente alineada con la dirección de laminación. En consecuencia, el comportamiento magnético es muy direccional: la permeabilidad es elevada y las pérdidas son comparativamente favorables cuando el flujo sigue la dirección de laminación, mientras que el comportamiento transversal o perpendicular a la laminación puede ser sustancialmente diferente. Un grado de grano orientado nunca debe describirse mediante un único valor magnético no direccional. \[2\] \[2\] [**ASTM A876-17: Standard Specification for Flat-Rolled, Grain-Oriented, Silicon-Iron, Electrical Steel**](https://store.astm.org/a0876-17r26.html). ASTM International. ASTM International standard, 2017. \[3\] \[3\] [**IEC 60404-8-7:2017**](https://webstore.iec.ch/en/publication/32891). International Electrotechnical Commission. IEC standard, 2017. ASTM A876, identificada por ASTM International en 2017, abarca los aceros de grano orientado de hierro y silicio con bajo contenido de carbono, que contienen aproximadamente **un 3,2 % de silicio**, e incluye grados convencionales, de alta permeabilidad y grabados por láser. IEC 60404-8-7:2017 abarca las tiras y chapas de grano orientado laminadas en frío suministradas en estado totalmente procesado. Sus espesores nominales indicados incluyen **0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm**, sustancialmente menores que los espesores nominales de los aceros no orientados semiprocesados especificados en IEC 60404-8-3:2023. Esos espesores no constituyen una escala universal de rendimiento. La orientación de los granos, el refinamiento de dominios, el recubrimiento, el estado de tensiones y las condiciones del ensayo magnético contribuyen al resultado. El grabado por láser, por ejemplo, es un tratamiento de control de dominios destinado a modificar el comportamiento magnético; no convierte una chapa de grano orientado en una no orientada. La práctica de ASTM también distingue los grados convencionales de grano orientado, designados para ensayos a **1,5 T**, de otros grados de grano orientado, designados para ensayos a **1,7 T**. La inducción debe indicarse junto con el valor de la propiedad. «Pérdida en el núcleo de un grado de grano orientado» es una expresión incompleta si no se indican la frecuencia, la inducción, el método de ensayo de la probeta y la dirección. ASTM A804/A804M:2021 está destinada principalmente a mediciones magnéticas unidireccionales de corriente alterna en acero eléctrico de grano orientado aplanado térmicamente, utilizado como material de laminación para núcleos de transformadores. Sus resultados son comparables con el método Epstein de 25 cm, pero esa comparación sigue dependiendo de la probeta y del procedimiento definidos. La orientación de los granos favorece los diseños de núcleos de transformadores en los que la trayectoria principal del flujo puede disponerse a lo largo de la dirección de laminación. Las uniones interrumpen esa trayectoria, y el flujo local puede desviarse transversalmente a la chapa cerca de las esquinas o de las regiones con solape escalonado. Por tanto, la propiedad medida en la dirección de laminación describe una dirección crítica del material, no todos los puntos de un núcleo ensamblado. ### Acero eléctrico no orientado semiprocesado La ruta semiprocesada desarrolla las propiedades magnéticas a lo largo de la secuencia de fabricación del usuario. El acero eléctrico no orientado semiprocesado llega al fabricante antes de que se haya establecido su estado magnético final. Las operaciones posteriores —habitualmente el troquelado seguido de un tratamiento térmico especificado— siguen siendo relevantes para la estructura de grano, las tensiones residuales, el control del carbono, el estado del aislamiento y las pérdidas magnéticas. El estado de suministro forma parte de la descripción del grado, no es una observación secundaria. \[4\] \[4\] [**IEC 60404-8-3:2023**](https://webstore.iec.ch/en/publication/68450). International Electrotechnical Commission. IEC standard, 2023. IEC 60404-8-3:2023 abarca las tiras y chapas de acero eléctrico no orientado laminadas en frío suministradas en estado semiprocesado, con espesores nominales de **0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm**. La norma aborda las propiedades magnéticas, las tolerancias dimensionales y los procedimientos de inspección. ASTM A683 ocupa la posición correspondiente al acero no orientado semiprocesado en el mapa de normas ASTM A06.02. Semiprocesado **Semiprocesado** Condición de suministro en la que se espera que el usuario realice un procesamiento adicional, habitualmente una operación de recocido final, antes de establecer el estado magnético previsto. La propiedad medida de una chapa semiprocesada antes del tratamiento térmico del fabricante no equivale necesariamente a la propiedad después de dicho tratamiento. El troquelado puede introducir deformación y daños en los bordes; el ciclo térmico posterior puede reducir parte de las tensiones y modificar la respuesta magnética final. La temperatura, el tiempo, la atmósfera, las condiciones del horno, la geometría del componente y la conservación del recubrimiento pueden ser factores relevantes. Por tanto, dos núcleos fabricados con la misma designación de suministro pueden diferir si sus historiales de fabricación son distintos. Esta clase suele confundirse con el acero no orientado totalmente procesado porque ambos son no orientados y ambos pueden utilizarse en circuitos magnéticos de máquinas rotativas. La diferencia reside en que la ruta de procesamiento magnético no está terminada. El espesor, el contenido de silicio y la expresión «no orientado» no permiten saber si se espera un tratamiento posterior. Primero debe comprobarse la norma aplicable y el estado de suministro; solo entonces la frecuencia, la inducción, la dirección, el método de ensayo de la probeta y los componentes de las pérdidas indicados permiten realizar una comparación significativa. ## Cómo organizan ASTM e IEC los grados de acero eléctrico Las normas sobre aceros eléctricos no forman una única tabla universal de grados. Dividen el material según la clase magnética, el estado de procesamiento, la forma del producto, las condiciones de ensayo y el aislamiento superficial. Por lo tanto, una designación incluida en un documento no puede interpretarse como sustituto directo de una designación incluida en otro. El mapa principal de ASTM procede del Subcomité A06.02. ASTM A677 abarca el acero eléctrico no orientado completamente procesado; ASTM A683 abarca el acero eléctrico no orientado semiprocesado; ASTM A876 abarca el acero eléctrico de grano orientado completamente procesado; y ASTM A976 clasifica los recubrimientos aislantes para aceros eléctricos. Estos documentos cumplen funciones diferentes. A677 y A876 son especificaciones de materiales, A976 se refiere a la clasificación de recubrimientos, y normas de ensayo como ASTM A804/A804M definen cómo se miden determinadas propiedades magnéticas. Los documentos IEC organizan el material de manera similar, aunque no idéntica. IEC 60404-8-3:2023 abarca las bandas y chapas de acero eléctrico no orientado laminadas en frío y suministradas en estado semiprocesado. IEC 60404-8-7:2017 abarca las bandas y chapas de acero eléctrico de grano orientado laminadas en frío y suministradas en estado completamente procesado. Las normas identifican las categorías de producto permitidas y las propiedades requeridas; no convierten el espesor, el contenido de silicio ni una clase de recubrimiento en una clasificación universal del rendimiento. ### ASTM A677 y los grados no orientados completamente procesados ASTM A677 es la especificación para aceros eléctricos no orientados completamente procesados utilizados principalmente en dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz. «No orientado» significa que las propiedades magnéticas no están concentradas en una única dirección de laminación desarrollada deliberadamente, como sucede en el acero para transformadores de grano orientado. El material se suministra en un estado magnético acabado, por lo que no se espera que el comprador realice el recocido final de alivio de tensiones que caracteriza a la práctica semiprocesada. Según ASTM A677, los grados se clasifican por la pérdida máxima en el núcleo, medida a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo de Epstein, de acuerdo con la descripción de ASTM International registrada en 2007. Esta afirmación contiene cuatro calificadores necesarios: pérdida máxima, 60 Hz, 1,5 T y probetas de Epstein. Si se elimina cualquiera de ellos, la comparación entre grados queda incompleta. Una pérdida medida a 50 Hz, con una inducción diferente o con una geometría de probeta distinta no representa la misma propiedad declarada. La designación de completamente procesado tampoco dice por sí sola nada sobre la división exacta entre pérdidas por histéresis, pérdidas clásicas por corrientes parásitas y pérdidas excedentes. El estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology trata estas pérdidas como contribuciones separadas a la pérdida del núcleo del transformador. El movimiento de las paredes de dominio contribuye a la pérdida por histéresis. El flujo alterno impulsa corrientes circulantes dentro de la chapa, generando pérdidas clásicas por corrientes parásitas, mientras que la pérdida excedente representa procesos dinámicos adicionales de los dominios. El tamaño de grano, la textura, las tensiones residuales, el espesor de la laminación y el aislamiento eléctrico afectan a este equilibrio. Por lo tanto, A677 debe interpretarse como un marco definido de especificación y ensayo, no como una afirmación de que todos los grados no orientados se comportan de manera idéntica en un motor, un reactor o un componente de alta frecuencia. La inducción de ensayo de 1,5 T forma parte de la clasificación del grado. No constituye un límite general de funcionamiento. ASTM A683 ocupa la categoría contigua: el acero eléctrico no orientado semiprocesado. Su inclusión en el mapa de normas de A06.02 es importante porque la chapa semiprocesada se suministra en un estado que requiere un tratamiento de procesamiento posterior, normalmente una operación de recocido final, antes de establecer su estado magnético previsto. Por consiguiente, A677 y A683 separan tanto el estado de suministro como la clase magnética. Llamar simplemente «acero eléctrico no orientado» a ambos productos oculta una diferencia de fabricación que puede modificar el resultado medido después de la etapa de procesamiento realizada por el usuario. ### ASTM A876 y las designaciones de grano orientado ASTM A876 abarca los aceros eléctricos de hierro-silicio de grano orientado, de bajo contenido de carbono y completamente procesados, que contienen aproximadamente un 3,2 % de silicio, según la descripción de ASTM International de 2017. Su textura cristalográfica se desarrolla de modo que el comportamiento magnético resulta muy favorable a lo largo de la dirección de laminación. Esta es una clase de material diferente de la del acero no orientado completamente procesado, y no simplemente una versión de este con mayor contenido de silicio. La especificación incluye grados de grano orientado convencionales, de alta permeabilidad y con marcado láser. La categoría con marcado láser indica una ruta de procesamiento destinada a modificar la estructura de los dominios y la pérdida magnética; no significa que el material pueda compararse con un grado sin marcado sin utilizar las mismas condiciones de ensayo. La práctica de identificación de grados de ASTM también distingue los grados de grano orientado convencionales designados para ensayo a 1,5 T de otros grados de grano orientado designados para ensayo a 1,7 T. La inducción debe figurar junto a la propiedad declarada. Un valor numérico de pérdida sin la inducción especificada está incompleto. La dirección de laminación es especialmente importante en el acero de grano orientado. Un resultado medido en paralelo a la dirección de laminación no puede transferirse directamente a una región transversal o a un borde de corte de un núcleo fabricado. El corte, el punzonado, el doblado, el diseño de las uniones y las tensiones aplicadas pueden alterar el comportamiento magnético que la especificación mide en probetas controladas. ASTM A804/A804M es principalmente una norma de medición de las propiedades magnéticas de corriente alterna unidireccional del acero eléctrico de grano orientado aplanado térmicamente. Sus resultados son comparables a los obtenidos mediante el método de Epstein de 25 cm, según lo indicado por ASTM en el registro de la edición de 2021. No sustituye a la especificación de materiales A876 y no debe considerarse una familia de grados independiente. Proporciona una vía de ensayo para una clase pertinente de material de núcleo de grano orientado. ### IEC 60404-8-3:2023 e IEC 60404-8-7:2017 IEC 60404-8-3:2023 especifica las bandas y chapas de acero eléctrico no orientado laminadas en frío y suministradas en estado semiprocesado. Su serie de espesores nominales indicada es de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm. El documento aborda las propiedades magnéticas, las tolerancias dimensionales y los procedimientos de inspección como parte de la especificación del producto. Esos espesores no son nombres de grados intercambiables. El espesor afecta a la pérdida clásica por corrientes parásitas, porque una trayectoria eléctrica más delgada limita la distancia a lo largo de la cual pueden desarrollarse las corrientes circulantes; sin embargo, la pérdida medida en el núcleo también depende de la resistividad, el aislamiento, la frecuencia, la inducción, la textura, las tensiones y el estado de procesamiento final. Un producto de 0,50 mm no es automáticamente superior a uno de 0,65 mm en todas las condiciones de ensayo o aplicación. IEC 60404-8-7:2017 abarca las bandas y chapas de acero eléctrico de grano orientado laminadas en frío y suministradas en estado completamente procesado. Incluye material con textura de Goss en espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm, junto con clases convencionales y de alta permeabilidad. La textura de Goss alinea las direcciones cristalográficas favorables con la dirección de laminación, lo que explica el marcado carácter direccional del material. Los documentos IEC y ASTM deben compararse por su alcance y sus condiciones de ensayo, no intentando traducir cada designación palabra por palabra. IEC 60404-8-3 se refiere a chapas no orientadas semiprocesadas, mientras que ASTM A677 se refiere a acero no orientado completamente procesado. IEC 60404-8-7 se refiere a chapas de grano orientado completamente procesadas, mientras que ASTM A876 aborda el acero de hierro-silicio de grano orientado completamente procesado. Las palabras similares no eliminan la diferencia en el estado de suministro. ASTM A976 añade otra dimensión al clasificar los recubrimientos aislantes. El recubrimiento limita el contacto eléctrico entre las laminaciones y, por tanto, afecta a las corrientes parásitas interlaminares, pero una clase de recubrimiento no es un grado de acero magnético. Del mismo modo, un mayor contenido de silicio o aluminio, una chapa más delgada, la alineación de los granos y el aislamiento superficial son mecanismos de control de las pérdidas, no indicadores universales del comportamiento de un material. La designación de la norma solo conserva su significado cuando se consideran su clase, estado de suministro, frecuencia, inducción, método de ensayo de las probetas y —cuando corresponda— dirección de laminación. ## Acero eléctrico no orientado: calidades, procesamiento y uso magnético ### El significado del acero no orientado totalmente procesado El acero eléctrico no orientado totalmente procesado es un acero magnético laminado en frío que contiene silicio y se suministra con su condición magnética final establecida por el productor. Sus granos no están dispuestos en una única dirección cristalográfica predominante. En su lugar, el material se procesa de modo que sus propiedades magnéticas se mantengan razonablemente similares cuando el flujo se desplaza en diferentes direcciones dentro del plano. Por lo tanto, «no orientado» describe la textura magnética, mientras que «totalmente procesado» describe el estado de suministro. Ninguno de los dos términos especifica por sí solo el contenido de silicio, el espesor ni un valor concreto de pérdidas en el núcleo. Esta distinción es importante porque las designaciones de los aceros eléctricos están vinculadas a normas y condiciones de ensayo. ASTM A677 abarca los aceros eléctricos no orientados totalmente procesados utilizados principalmente en dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz. Conforme a esa especificación, las calidades se clasifican según las pérdidas máximas en el núcleo, medidas a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo Epstein (ASTM International, 2007). En consecuencia, la designación de una calidad representa un límite establecido mediante un procedimiento de medición determinado, no una predicción universal de las pérdidas a cualquier frecuencia, inducción, forma de onda, temperatura o dirección de magnetización. El resultado de Epstein también requiere contexto. El ensayo utiliza una disposición definida de las probetas y una condición magnética alterna especificada; no reproduce todas las tensiones, uniones, bordes de punzonado, recubrimientos ni distorsiones locales del flujo presentes en el estátor de un motor. Las pérdidas en el núcleo medidas a 60 Hz y 1,5 T deben informarse junto con esas condiciones. Un valor sin su frecuencia, inducción y método de ensayo de la probeta puede inducir a una comparación engañosa. La chapa no orientada totalmente procesada se diferencia de la chapa no orientada semiprocesada. El Subcomité A06.02 de ASTM identifica ASTM A677 para el acero no orientado totalmente procesado y ASTM A683 para el acero no orientado semiprocesado. IEC 60404-8-3:2023 abarca las bandas y chapas de acero eléctrico no orientado laminadas en frío suministradas en estado semiprocesado, incluidos los espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm. El material semiprocesado puede recibir un recocido final después del estampado, a menudo como parte de la ruta de procesamiento del fabricante, por lo que su estado magnético de suministro no es equivalente al de una chapa totalmente procesada. Esta distinción evita un error común: tratar un espesor o un nivel nominal de silicio como si fueran una calidad. Dos chapas con el mismo espesor pueden diferir en textura, tamaño de grano, tensión residual, recubrimiento y pérdidas medidas. A la inversa, una chapa más delgada no presenta automáticamente menores pérdidas totales si difieren el procesamiento o las condiciones del ensayo magnético. ### El papel del historial de laminación y recocido #### Variables de fabricación que afectan la respuesta magnética - **Reducción en frío** Introduce dislocaciones, deformación almacenada y cambios de textura. - **Recuperación y recristalización** Alivian la deformación y establecen nuevas estructuras de grano. - **Crecimiento de grano** Modifica la densidad de los límites de grano y las trayectorias de las paredes de dominio magnético. - **Corte y punzonado** Añaden deformación plástica local y tensión residual. - **Sujeción y apilamiento** Aplican esfuerzo mecánico y pueden dañar el aislamiento entre chapas. La laminación crea la geometría de la chapa, pero también modifica el estado interno del metal. La deformación plástica introduce dislocaciones, altera la textura cristalográfica y almacena energía de deformación. Antes del recocido, estos efectos suelen dificultar el movimiento de las paredes de dominio y aumentar las pérdidas magnéticas. El punzonado, el cizallado, el doblado y el ensamblaje pueden añadir tensiones locales, especialmente cerca de los bordes cortados. Por lo tanto, la propiedad final es el resultado del procesamiento, no simplemente de la composición química. El recocido permite la recuperación y la recristalización. Durante la recuperación, se alivia parte de la energía de deformación almacenada. Durante la recristalización, se forman y crecen nuevos granos relativamente libres de deformación. El tamaño de grano y la textura cristalográfica dependen entonces de las temperaturas, los tiempos, las condiciones de calentamiento y enfriamiento, el programa de reducción y las etapas anteriores de fabricación del acero. El crecimiento de grano puede reducir el número de límites de grano que encuentran las paredes de dominio en movimiento, pero un crecimiento excesivo o mal controlado puede afectar al comportamiento mecánico y producir una textura inadecuada. La condición magnética útil es un equilibrio establecido por toda la ruta de procesamiento. El contenido de silicio y aluminio influye en la resistividad eléctrica y el comportamiento magnético, pero la química por sí sola no determina el rendimiento. Una resistividad mayor puede reducir las corrientes parásitas circulantes, mientras que la laminación y el recocido determinan cómo se manifiesta esa química a través de la textura, el tamaño de grano y el estado de tensiones. Por ello, dos calidades nominalmente similares pueden presentar pérdidas diferentes si una ha sido sometida a deformación durante la fabricación o se ha ensayado después de un recocido diferente. Las pérdidas propiamente dichas tienen componentes independientes. Un estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology describe las pérdidas en el núcleo de los transformadores mediante contribuciones de histéresis, corrientes parásitas clásicas y pérdidas excedentes. Las pérdidas por histéresis están asociadas al movimiento irreversible de las paredes de dominio y a los cambios de magnetización. Las pérdidas clásicas por corrientes parásitas se producen cuando el flujo alterno induce corrientes eléctricas dentro del acero. Las pérdidas excedentes representan efectos dinámicos adicionales relacionados con el movimiento y la interacción de los dominios magnéticos. Estos componentes responden de manera diferente a la frecuencia, la inducción, la resistividad, la estructura de grano y las tensiones. El espesor de la chapa afecta principalmente al trayecto disponible para las corrientes parásitas, razón por la cual las laminaciones más delgadas pueden reducir esa contribución. No elimina las pérdidas por histéresis ni las pérdidas excedentes. Tampoco una calidad nominalmente de bajas pérdidas conserva necesariamente el comportamiento medido si el estampado deja una tensión residual intensa o si las laminaciones quedan conectadas eléctricamente debido a daños en el recubrimiento. El aislamiento superficial forma parte del sistema magnético. Un recubrimiento aislante aumenta la resistencia eléctrica entre laminaciones adyacentes y limita la corriente interlaminar. ASTM A976 aborda la clasificación de los recubrimientos aislantes para acero eléctrico. El tipo de recubrimiento, su cobertura, adherencia y curado, así como los daños sufridos durante el corte o el apilado, pueden afectar a las pérdidas del núcleo ensamblado. Por lo tanto, el sustrato de acero y su recubrimiento deben considerarse conjuntamente. ### Por qué el comportamiento no orientado es importante en los circuitos magnéticos rotativos Por lo general, un transformador canaliza el flujo en una dirección preferente, lo que permite que el acero eléctrico de grano orientado aproveche una fuerte alineación cristalográfica. Un motor o un generador es diferente. A medida que gira el rotor, los dientes y el yugo del estátor experimentan un flujo magnético cuya dirección cambia alrededor de la máquina. El flujo también cambia localmente de dirección cerca de las raíces de los dientes, las ranuras, las esquinas y las uniones. Una chapa con bajas pérdidas únicamente en una dirección preferente no proporcionaría esa propiedad en todo un circuito rotativo. El acero no orientado aborda este problema direccional limitando la disparidad entre las respuestas magnéticas en el plano de la chapa. El objetivo no es lograr un comportamiento idéntico en todas las direcciones; la textura y el procesamiento reales siguen produciendo diferencias direccionales. El objetivo es obtener una respuesta magnética adecuada en las distintas trayectorias cambiantes del flujo que se encuentran en las máquinas rotativas. \[5\] \[5\] [**ASTM A804/A804M-04(2021): Standard Test Method for Alternating-Current Magnetic Properties of Thermally Treated Grain-Oriented Electrical Steel**](https://store.astm.org/a0804_a0804m-04r21.html). ASTM International. ASTM International standard, 2021. La diferencia respecto del acero de grano orientado se hace explícita en el mapa de normas. ASTM A876 abarca los aceros de hierro-silicio de bajo contenido de carbono y grano orientado, con aproximadamente un 3,2 % de silicio, incluidos los grados convencionales, de alta permeabilidad y trazados por láser. IEC 60404-8-7:2017 abarca las chapas de grano orientado totalmente procesadas con espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm. Las calidades convencionales de grano orientado se designan para ensayos a 1,5 T, mientras que las demás calidades de grano orientado se designan para ensayos a 1,7 T. ASTM A804/A804M está destinada principalmente a mediciones unidireccionales en acero de grano orientado aplanado térmicamente, con resultados comparables a los obtenidos mediante el método Epstein de 25 cm. Esos resultados no deben transferirse directamente a una calidad no orientada para máquinas rotativas. En el caso del material no orientado, los ingenieros comparan las pérdidas y la permeabilidad pertinentes a la frecuencia, la inducción, la forma de onda, la dirección de laminación, el método de ensayo de la probeta y el estado de suministro que correspondan a la aplicación. La pregunta correcta no es si una chapa tiene más silicio o es más delgada. La cuestión es si su estructura magnética procesada, su aislamiento y sus pérdidas medidas siguen siendo adecuados cuando el flujo cambia repetidamente de dirección a través del núcleo terminado. ## Acero eléctrico de grano orientado y textura de Goss ![Aceros eléctricos: grados, propiedades magnéticas y control de las pérdidas en el núcleo](/images/uploads/a61fffef-ac45-49ba-9380-aad412302165/wiki-inline-goss-textured-grain-oriented-electrical-steel-showing-crystal-orientation-and-ro-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/a61fffef-ac45-49ba-9380-aad412302165/wiki-inline-goss-textured-grain-oriented-electrical-steel-showing-crystal-orientation-and-ro-2027x2560.avif "Ampliar imagen — Aceros eléctricos: grados, propiedades magnéticas y control de las pérdidas en el núcleo")Grain-oriented steel gains its magnetic advantage from texture aligned with the rolling direction. ### Textura de Goss y magnetización en la dirección de laminación El acero eléctrico de grano orientado no se define únicamente por su contenido de silicio o por el espesor de la chapa. Su característica definitoria es una textura cristalográfica controlada, producida mediante laminación, recocido y recristalización secundaria. En la orientación de Goss deseada, el cristal de hierro cúbico centrado en el cuerpo tiene aproximadamente el plano \\(\\{110\\}\\) paralelo a la superficie de la chapa y la dirección \\(\\langle001\\rangle\\) paralela a la dirección de laminación. La notación suele escribirse \\(\\{110\\}\\langle001\\rangle\\). Esta orientación es importante porque la magnetización resulta más fácil a lo largo de las direcciones cúbicas \\(\\langle001\\rangle\\) que a lo largo de las direcciones cristalográficas más difíciles. Cuando muchos granos sitúan una dirección fácil cerca de la dirección de laminación, los dominios magnéticos pueden crecer y las paredes de dominio pueden desplazarse con un campo aplicado menor. El resultado es una alta permeabilidad y menores pérdidas por histéresis cuando el flujo alterno sigue la dirección de laminación. En sentido transversal a la chapa, el mismo material puede presentar un comportamiento magnético considerablemente distinto. Por tanto, un valor medido transversalmente a la dirección de laminación no es intercambiable con un valor medido en la dirección de laminación. La textura nunca es perfectamente uniforme. Los granos se desvían de la orientación ideal de Goss, y la distribución de esas desviaciones afecta a la permeabilidad, al campo coercitivo y a las pérdidas. La textura local, el tamaño de grano, la tensión residual, el estado superficial y la interacción magnética entre granos adyacentes también contribuyen. Por sí sola, la denominación de un grado no puede expresar estas variables. La chapa de grano orientado normalmente se utiliza con el circuito magnético alineado con la dirección de laminación, como en las columnas y los yugos de los transformadores. El corte, el diseño de las uniones, la deformación producida por el punzonado, el curvado y la sujeción pueden alterar el comportamiento previsto. Por ello, una banda medida como probeta no dañada y completamente procesada puede mostrar menores pérdidas que un núcleo terminado que contenga bordes cortados, uniones y tensiones aplicadas. Las pérdidas del núcleo también deben separarse en contribuciones físicas. El estudio del Karlsruhe Institute of Technology publicado en 2017 considera las pérdidas del núcleo de un transformador como la suma de las pérdidas por histéresis, las pérdidas clásicas por corrientes parásitas y las pérdidas adicionales. Las pérdidas por histéresis están asociadas con el movimiento irreversible de las paredes de dominio y con la rotación durante cada ciclo de magnetización. Las pérdidas clásicas por corrientes parásitas resultan de las corrientes inducidas por el flujo magnético variable, mientras que las pérdidas adicionales representan pérdidas dinámicas suplementarias vinculadas al movimiento no uniforme de las paredes de dominio y a procesos magnéticos localizados. La chapa delgada reduce las trayectorias disponibles para las corrientes parásitas. Un recubrimiento eléctricamente aislante aumenta aún más la resistencia eléctrica entre las chapas, limitando la circulación de corriente a través de un apilamiento de chapas. El silicio y el aluminio pueden aumentar la resistividad eléctrica, pero sus efectos también interactúan con la textura, el procesamiento, la ductilidad, la estructura de grano y el recocido. Ninguna de estas medidas identifica por sí sola las pérdidas totales de un grado. La condición de ensayo debe acompañar a toda declaración sobre una propiedad. «Pérdidas del núcleo» sin indicar la frecuencia, la inducción máxima, el método de ensayo de la probeta y la dirección constituye una información incompleta. Para las mediciones unidireccionales, ASTM A804/A804M-04(2021) está destinada principalmente al acero eléctrico de grano orientado aplanado térmicamente y produce resultados comparables a los del método de Epstein de 25 cm. Su medición es especialmente pertinente para el material de laminación de núcleos de transformadores, donde se pretende que el flujo avance en una sola dirección, en lugar de rotar como ocurre en muchos núcleos de motores. ### Clases convencionales y de alta permeabilidad IEC 60404-8-7:2017 abarca la banda y la chapa de acero eléctrico de grano orientado laminado en frío suministradas en estado completamente procesado. Su alcance incluye material con textura de Goss en espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm, y distingue entre las clases convencional y de alta permeabilidad. «Completamente procesado» significa que el procesamiento magnético, incluido el recocido final y el tratamiento de aislamiento especificados para el producto, se ha completado antes del suministro; no se espera que el usuario desarrolle las propiedades magnéticas mediante un recocido final adicional. Las denominaciones convencional y de alta permeabilidad describen clases de comportamiento magnético dentro de los aceros de grano orientado. No significan que toda chapa de alta permeabilidad presente menores pérdidas con cualquier inducción, frecuencia, dirección o configuración de núcleo. La permeabilidad depende del campo y de la inducción, mientras que las pérdidas del núcleo varían con la frecuencia, la inducción máxima, la forma de onda, la tensión, la geometría de la probeta y el aislamiento entre chapas. ASTM A876 se refiere a los aceros de grano orientado de hierro-silicio con bajo contenido de carbono que contienen aproximadamente un 3,2 % de silicio. La norma incluye las categorías convencional, de alta permeabilidad y de trazado láser. Las prácticas de identificación de grados de ASTM también distinguen los grados convencionales de grano orientado designados para ensayos a 1,5 T de otros grados de grano orientado designados para ensayos a 1,7 T. Esas designaciones de inducción son esenciales: un valor de pérdidas a 1,5 T no puede compararse directamente con un valor a 1,7 T y considerarse una clasificación del acero por sí solo. Esta es una de las razones por las que los números de grado y los espesores son sustitutos deficientes de los datos magnéticos medidos. Una laminación más delgada normalmente reduce las pérdidas clásicas por corrientes parásitas cuando las demás condiciones son comparables, pero el resultado medido también refleja la calidad de la textura, la resistividad, la resistencia del recubrimiento, la estructura de los dominios y la forma de onda de inducción aplicada. Una designación de alta permeabilidad indica una clase definida por los requisitos de la norma aplicable; no convierte el espesor en un índice universal de rendimiento. El conjunto de normas refuerza la distinción entre las clases de acero. El Subcomité A06.02 de ASTM identifica ASTM A677 para el acero eléctrico no orientado completamente procesado, ASTM A683 para el acero eléctrico no orientado semiprocesado, ASTM A876 para el acero eléctrico de grano orientado completamente procesado y ASTM A976 para la clasificación de los recubrimientos aislantes de acero eléctrico. Estos documentos no describen una única familia de materiales intercambiables. El acero de grano orientado se procesa para favorecer una dirección específica del flujo, mientras que el acero no orientado está diseñado para proporcionar un comportamiento magnético más uniforme en el plano de la chapa. A modo de comparación, ASTM A677 abarca los aceros eléctricos no orientados completamente procesados utilizados principalmente en dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz. Sus grados se clasifican según las pérdidas máximas del núcleo, medidas a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo de Epstein. Esta clasificación no puede transferirse a un grado de acero de grano orientado conforme a ASTM A876 sin conservar la clase de acero, el método de ensayo de la probeta, la dirección, la inducción y el estado de suministro. ### Grados de grano orientado trazados con láser El trazado con láser es un tratamiento de refinamiento de dominios, no un sinónimo de alta permeabilidad. Un láser crea pistas estrechamente espaciadas, normalmente transversales al flujo principal en la dirección de laminación, mediante la producción de cambios térmicos o de tensión localizados en la superficie. Estas pistas subdividen los dominios magnéticos o limitan su anchura. Los dominios más pequeños pueden reducir el movimiento dinámico de las paredes de dominio y, bajo las condiciones de ensayo especificadas, disminuir las pérdidas totales del núcleo. El tratamiento no sustituye a la textura de Goss. Un producto trazado con láser sigue siendo un acero de grano orientado cuyo comportamiento en la dirección de laminación depende de su alineación cristalográfica, su historial de procesamiento y su estado de tensión magnética. El trazado con láser tampoco sitúa automáticamente el material en la clase de alta permeabilidad. ASTM A876 incluye los grados trazados con láser como una categoría separada, junto a los grados convencionales y de alta permeabilidad, porque la clasificación describe la ruta de procesamiento o la categoría resultante, no un nivel universal de permeabilidad. El efecto depende de las condiciones. El trazado puede reducir las pérdidas a una frecuencia y una inducción determinadas, al tiempo que produce un cambio diferente en la permeabilidad, la magnetostricción o las pérdidas con otra inducción. Pueden ser importantes la separación entre pistas, la profundidad, la energía aportada, el estado del recubrimiento y las tensiones posteriores. El ensamblaje del núcleo también puede alterar el resultado: el corte y el apilamiento pueden interrumpir el patrón de dominios previsto, y la tensión de sujeción puede aumentar las pérdidas. Por tanto, una especificación adecuada debe indicar la clase, el espesor nominal, el estado de suministro, la dirección de laminación, la inducción de ensayo, la frecuencia y el método. Por ejemplo, una chapa con textura de Goss, completamente procesada y ensayada en la dirección de laminación a 1,5 T conforme al procedimiento aplicable de Epstein o al procedimiento unidireccional constituye una medición definida. «Acero de alta permeabilidad, delgado y con un 3,2 % de silicio» no la constituye. La primera descripción conserva las variables que controlan el comportamiento magnético; la segunda reduce la textura, el procesamiento, el refinamiento de dominios y las condiciones de ensayo a una etiqueta engañosa. ## Silicio, aluminio, carbono y la metalurgia de las pérdidas magnéticas ### Silicio y resistividad eléctrica El silicio se añade al hierro principalmente porque aumenta la resistividad eléctrica y modifica el comportamiento magnético de la aleación. Una resistividad más alta reduce la corriente que puede circular dentro de una chapa de acero cuando cambia el flujo magnético. Esas corrientes circulantes constituyen el componente clásico de corrientes parásitas de la pérdida del núcleo. Para una determinada forma de onda de inducción y frecuencia, tanto las laminaciones más delgadas como una mayor resistividad restringen el tamaño de estas trayectorias de corriente, aunque ninguna de las dos elimina por completo la pérdida por corrientes parásitas. El silicio también modifica las características cristalinas y magnéticas del hierro. Por lo general, reduce la inducción de saturación y puede dificultar el procesamiento cuando la concentración es elevada, por lo que la composición es un compromiso y no una escala de calidad unidireccional. El efecto sobre la resistividad eléctrica sigue siendo importante: la adición de silicio diferencia el comportamiento del acero eléctrico del del hierro estructural bajo en carbono, cuya menor resistividad permite una mayor corriente inducida. La designación del grado debe interpretarse junto con su condición de ensayo. ASTM A677, citada por ASTM International en 2007, abarca los aceros eléctricos no orientados totalmente procesados que se utilizan principalmente en dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz. Sus grados se clasifican por la pérdida máxima del núcleo, medida a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo de Epstein. Una pérdida declarada bajo esa condición no es una constante universal del material. Describe un acero concreto, un estado de suministro, una disposición de las probetas, una frecuencia y una inducción determinados. El nivel de silicio asociado al acero de grano orientado también suele simplificarse de forma incorrecta. ASTM A876 describe aceros de silicio-hierro bajos en carbono, de grano orientado, con aproximadamente un 3,2 % de silicio. Esa cifra identifica la química general de la clase; por sí sola, no establece la permeabilidad ni la pérdida del núcleo. El acero de grano orientado obtiene gran parte de su ventaja magnética de la textura cristalográfica, especialmente de la alineación de las direcciones cristalinas favorables con la dirección de laminación. El silicio contribuye al diseño eléctrico y magnético, pero no crea por sí solo la textura de Goss mediante la composición química. La frecuencia hace que la ventaja de la resistividad sea más relevante. La pérdida clásica por corrientes parásitas aumenta considerablemente con la frecuencia y depende del espesor de la laminación, la resistividad y la forma de onda local del flujo. Una chapa más gruesa fabricada con acero de mayor resistividad puede presentar una pérdida distinta de la de una chapa más delgada fabricada con acero de menor resistividad, mientras que la histéresis y la pérdida excedente pueden variar de forma independiente. Por tanto, «más silicio» no sustituye a la indicación del espesor, la frecuencia, la inducción y el componente de pérdida medido o la pérdida total. ### Aluminio, control del carbono y efectos secundarios El aluminio puede aumentar la resistividad y contribuye a la metalurgia del procesamiento de los aceros eléctricos. En los grados de grano orientado, los precipitados que contienen aluminio, especialmente el nitruro de aluminio, pueden actuar como inhibidores durante la secuencia de tratamientos de recocido que controla el crecimiento anormal de los granos. La textura final deseada depende de la interacción entre la composición, la laminación en caliente, la reducción en frío, el recocido y la estabilidad de los precipitados. En consecuencia, en la producción de acero de grano orientado, el aluminio es más que un simple aditivo para aumentar la resistividad. Su efecto es condicional. Importan la cantidad, la forma y la historia térmica de las partículas que contienen aluminio, al igual que el nitrógeno, el manganeso, el azufre y el programa de recocido. Un análisis químico que informe del contenido de aluminio sin indicar el estado de los precipitados dice poco sobre si la estructura final de los granos producirá la respuesta magnética prevista. Si los inhibidores son demasiado débiles, demasiado gruesos o se disuelven en la etapa incorrecta, la recristalización secundaria y el desarrollo de la textura pueden cambiar. El control del carbono es igualmente importante. Un bajo contenido de carbono permite la descarburación durante el procesamiento final y reduce el riesgo de envejecimiento magnético. El carbono residual puede combinarse con el hierro y los elementos de aleación para formar carburos, y los átomos intersticiales pueden obstaculizar el movimiento de las paredes de dominio o cambiar con el tiempo y la temperatura. Estos efectos pueden aumentar la pérdida por histéresis o hacer que las propiedades magnéticas sean menos estables. En el acero de grano orientado totalmente procesado, el carbono se elimina hasta alcanzar un nivel bajo antes de establecer el estado aislante y magnético final; lo relevante es el resultado del procesamiento, no una cifra universal de carbono aplicable a todas las normas. El carbono también afecta indirectamente al crecimiento de los granos y a la textura. Influye en la recristalización, la precipitación de carburos y las condiciones en las que los granos absorben a sus vecinos. Una composición baja en carbono no garantiza granos grandes y favorablemente orientados. Crea una química que puede sustentar la ruta de procesamiento requerida. El resultado final depende de que la deformación producida por la laminación, el recocido, los inhibidores y la descarburación generen la estructura de grano prevista. El mecanismo de pérdida explica por qué importan estos detalles. El estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology separa la pérdida del núcleo de un transformador en contribuciones de histéresis, corrientes parásitas clásicas y pérdida excedente. La pérdida por histéresis refleja el movimiento irreversible de las paredes de dominio a medida que se invierte la magnetización. La pérdida clásica por corrientes parásitas procede de las corrientes inducidas por el flujo variable. La pérdida excedente representa procesos dinámicos adicionales de los dominios que no recoge el término clásico. El silicio y el aluminio ayudan principalmente al aumentar la resistividad e influir en la microestructura, mientras que el control del carbono afecta al comportamiento de las paredes de dominio, la estructura de grano y el envejecimiento magnético. Sus efectos se solapan, pero no son intercambiables. El aislamiento aporta otra variable química y de procesamiento. Un recubrimiento entre las laminaciones aumenta la resistencia eléctrica a través de los contactos entre chapas y limita la corriente interlaminar. ASTM A976 clasifica los recubrimientos aislantes del acero eléctrico; no convierte la designación del recubrimiento en una clasificación directa de la pérdida total del núcleo. El espesor del recubrimiento, su cobertura, adherencia, los daños producidos durante el punzonado y la tensión de apriete resultante pueden afectar a un núcleo terminado. ### La composición como una variable entre muchas El acero eléctrico no constituye una única categoría de material. El acero no orientado totalmente procesado, el acero no orientado semiprocesado y el acero de grano orientado totalmente procesado siguen rutas de fabricación diferentes y no deben compararse únicamente mediante el porcentaje de silicio. El Subcomité A06.02 de ASTM identifica ASTM A677 para el acero no orientado totalmente procesado, ASTM A683 para el acero no orientado semiprocesado, ASTM A876 para el acero de grano orientado totalmente procesado y ASTM A976 para la clasificación de los recubrimientos aislantes. IEC 60404-8-3:2023 abarca las bandas y chapas laminadas en frío no orientadas suministradas en estado semiprocesado, incluidos los espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm. IEC 60404-8-7:2017 abarca las chapas de grano orientado totalmente procesadas con espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm. Esos espesores importan porque la pérdida por corrientes parásitas responde con intensidad al espesor de la laminación; sin embargo, el espesor no predice la pérdida total sin el resto de la descripción del ensayo. El tamaño de grano, la nitidez de la textura, la tensión residual, el estado de la superficie, los daños producidos por el punzonado, el recubrimiento y la tensión aplicada pueden alterar el movimiento de las paredes de dominio y, por tanto, la pérdida por histéresis o la pérdida excedente. Una chapa de grano orientado marcada con láser puede controlar los dominios de forma diferente a un grado convencional o de alta permeabilidad con una composición nominal similar. La dirección del ensayo y la inducción son esenciales. ASTM A804/A804M está destinada principalmente a mediciones de corriente alterna unidireccional en acero eléctrico de grano orientado aplanado térmicamente, utilizado como material para las laminaciones de núcleos de transformadores, con resultados comparables a los del método de Epstein de 25 cm. ASTM A876 incluye grados convencionales, de alta permeabilidad y marcados con láser, ensayados a 1,5 o 1,7 T. La práctica de identificación de grados de ASTM distingue los grados convencionales de grano orientado designados para ensayos a 1,5 T de los grados designados para ensayos a 1,7 T. Una pérdida indicada a 1,5 T no puede considerarse equivalente a otra medida a 1,7 T. La misma disciplina se aplica al acero no orientado. Un valor clasificado según ASTM A677 significa pérdida máxima del núcleo a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de Epstein, no un rendimiento a cualquier frecuencia de motor, inducción o forma de onda. El material semiprocesado conforme a IEC 60404-8-3:2023 puede requerir un recocido final u otro procesamiento definido por el fabricante antes de que sus propiedades magnéticas representen el estado de servicio previsto. La composición favorece el rendimiento magnético; no lo determina por completo. El silicio y el aluminio pueden reducir la pérdida por corrientes parásitas mediante una mayor resistividad, y los precipitados que contienen aluminio pueden ayudar a controlar el desarrollo de los granos. Un bajo contenido de carbono favorece la descarburación, la estabilidad del procesamiento y la resistencia al envejecimiento magnético. Sin embargo, la propiedad final surge de la combinación de la química con la textura, el tamaño de grano, la tensión, el espesor, el recubrimiento, el estado de suministro y las condiciones de medición. Toda comparación que omita esas variables compara etiquetas y no comportamiento magnético. ![Aceros eléctricos: grados, propiedades magnéticas y control de las pérdidas en el núcleo](/images/uploads/e8bdf6df-267f-47d5-a7af-9a972baa4fe2/wiki-inline-three-physical-sources-of-core-loss-in-a-laminated-electrical-steel-sheet-hyster-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/e8bdf6df-267f-47d5-a7af-9a972baa4fe2/wiki-inline-three-physical-sources-of-core-loss-in-a-laminated-electrical-steel-sheet-hyster-1920x1094.avif "Ampliar imagen — Aceros eléctricos: grados, propiedades magnéticas y control de las pérdidas en el núcleo")Core loss combines irreversible magnetization, induced currents, and dynamic domain effects. ## Descomposición de la pérdida del núcleo: histéresis, corrientes parásitas y pérdida excedente La pérdida del núcleo es la potencia eléctrica convertida en calor cuando un núcleo ferromagnético conduce un flujo magnético alterno. El valor medido no es una única constante del material. Depende de la frecuencia, la inducción máxima, la forma de onda, la geometría de la probeta, la dirección de laminación, el espesor de la laminación, el aislamiento, la tensión y el estado de suministro del acero. Un valor de pérdida declarado a 60 Hz y 1,5 T no puede compararse directamente con otro declarado a 50 Hz y 1,7 T, aunque ambas probetas tengan la misma designación de grado. \[6\] \[6\] [**Transformer-core loss separation study**](https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000066142/4047647). Karlsruhe Institute of Technology. Karlsruhe Institute of Technology publication, 2017. El estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) separa la pérdida del núcleo de un transformador en tres contribuciones: pérdida por histéresis, pérdida clásica por corrientes parásitas y pérdida excedente o anómala. Esta división es un marco físico, no tres propiedades que se impriman de forma independiente en un certificado estándar. La pérdida total medida es el resultado combinado de todas ellas: Ptotal=Ph+Pcl+Pex Los términos pueden interactuar a través del procesamiento y la microestructura. El tamaño de grano, la textura cristalográfica, la tensión residual, la resistencia del recubrimiento y el refinamiento de dominios pueden modificar más de una contribución a la vez. ### Pérdida por histéresis y movimiento de las paredes de dominio La pérdida por histéresis es la energía disipada durante los ciclos irreversibles de magnetización. Cuando un campo alterno cambia de dirección, los dominios magnéticos no regresan siguiendo la misma trayectoria de magnetización. El área encerrada por el ciclo de histéresis magnética representa la energía perdida por ciclo y por unidad de volumen. Al multiplicar esa energía por la frecuencia se obtiene una contribución a la pérdida de potencia. Pared de dominio **Pared de dominio** Región de transición que separa dominios magnéticos con distintas direcciones de magnetización. A baja inducción, la magnetización suele comenzar mediante el movimiento de las paredes de dominio. Una pared de dominio separa regiones cuyos momentos magnéticos apuntan en distintas direcciones cristalográficas. En un cristal perfecto, un campo aplicado pequeño podría mover una pared con poca resistencia. El acero eléctrico real contiene dislocaciones, límites de grano, inclusiones, tensión residual, irregularidades superficiales y variaciones locales de textura. Estas características fijan o distorsionan las paredes. Por tanto, el campo debe aumentar antes de que una pared se libere, lo que produce saltos irreversibles y disipación de energía. A mayor inducción, el movimiento de las paredes de dominio se combina con la rotación de la magnetización hacia el campo aplicado. El equilibrio entre el movimiento de las paredes y la rotación depende de la orientación cristalográfica. Por eso es importante la textura. El acero eléctrico de grano orientado completamente procesado desarrolla una textura de Goss intensa, que sitúa muchos granos en una orientación favorable para la magnetización de bajas pérdidas a lo largo de la dirección de laminación. Su baja pérdida se aplica bajo la dirección y las condiciones de ensayo especificadas; no significa que la chapa tenga la misma respuesta magnética en todas las direcciones. El acero eléctrico no orientado se procesa para reducir las diferencias direccionales, en lugar de crear una única dirección fácil dominante. El material no orientado completamente procesado está contemplado por ASTM A677 para aplicaciones que utilizan principalmente dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz. Conforme a esa norma, los grados se clasifican por la pérdida máxima en el núcleo medida a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo de Epstein. Por tanto, la designación del grado comunica un resultado obtenido en un ensayo definido, no un valor universal de pérdida por histéresis para cualquier inducción y frecuencia. El estado de suministro también modifica el movimiento de las paredes. La chapa completamente procesada ha recibido el recocido final y el tratamiento superficial destinados a establecer su condición magnética. La chapa no orientada semiprocesada, contemplada por ASTM A683 e IEC 60404-8-3:2023, se suministra para un tratamiento posterior por parte del usuario. El corte, el punzonado, el alivio de tensiones y el recocido final pueden alterar la fijación de las paredes de dominio. Una designación de material semiprocesado no puede considerarse una versión de menor rendimiento de un grado completamente procesado. El silicio y el aluminio pueden aumentar la resistividad eléctrica y modificar el comportamiento magnético, pero el contenido químico por sí solo no determina la pérdida por histéresis. El recocido, el crecimiento de grano, la textura y el control de tensiones pueden tener un efecto mayor sobre la forma del ciclo que el que sugeriría una simple comparación de los porcentajes nominales de silicio. La misma cautela se aplica al espesor: una chapa más delgada puede reducir la pérdida por corrientes parásitas, mientras que la pérdida por histéresis sigue estando gobernada principalmente por la textura, los defectos y la fijación de las paredes de dominio. ### Pérdida clásica por corrientes parásitas en las chapas laminadas El flujo magnético cambiante induce campos eléctricos dentro de una chapa de acero conductora. Estos campos impulsan corrientes circulantes, llamadas corrientes parásitas, en planos que enlazan el flujo cambiante. Las corrientes encuentran la resistencia eléctrica del acero y disipan potencia en forma de calor. Esta es la contribución clásica por corrientes parásitas. Para un modelo simple de chapa laminada sometida a excitación sinusoidal, la pérdida clásica por corrientes parásitas aumenta aproximadamente con el cuadrado de la frecuencia, el cuadrado de la inducción máxima y el cuadrado del espesor de la chapa, mientras que disminuye al aumentar la resistividad eléctrica. Esta relación no permite comparar el espesor de forma aislada. El coeficiente depende de la geometría, la distribución del flujo, la forma de onda y el grado en que el aislamiento interrumpe las trayectorias de corriente. Las chapas laminadas reducen el área disponible para las corrientes circulantes. Un recubrimiento eléctricamente aislante en cada chapa añade resistencia entre capas adyacentes e impide que un gran circuito de corriente atraviese el apilamiento. ASTM A976 clasifica los recubrimientos aislantes para acero eléctrico; por tanto, la designación del recubrimiento forma parte de la construcción magnética, no es meramente una descripción del acabado superficial. Un recubrimiento dañado, delgado, discontinuo o eléctricamente conductor puede aumentar la pérdida del apilamiento incluso cuando el acero base cumple el grado magnético especificado. El silicio aumenta la resistividad, y el aluminio puede contribuir a la misma estrategia de control de pérdidas cuando está presente dentro del sistema de composición y procesamiento aplicable. Una resistividad más alta suprime las corrientes parásitas clásicas, pero también puede afectar a la ductilidad, el desarrollo de la textura, el crecimiento de grano y el comportamiento de saturación. En consecuencia, el contenido de silicio es una variable de diseño, no una regla de equivalencia entre grados. “Más silicio” no identifica un grado particular de una norma ni garantiza una pérdida total medida más baja. El espesor también debe interpretarse junto con la condición de ensayo. IEC 60404-8-3:2023 contempla la banda y la chapa de acero eléctrico no orientado laminado en frío suministradas en estado semiprocesado, incluidos los espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm. IEC 60404-8-7:2017 contempla el material de grano orientado completamente procesado con espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm. Estos intervalos ilustran una diferencia de construcción, pero no establecen que toda chapa de 0,23 mm tenga una pérdida total menor que toda chapa de 0,35 mm. Las contribuciones por histéresis y adicionales siguen existiendo, y la inducción de ensayo puede ser diferente. El corte y el apilamiento también afectan al resultado práctico. Las rebabas pueden crear puentes eléctricos entre las chapas laminadas. El punzonado introduce deformación plástica y tensión residual cerca de los bordes, lo que aumenta la pérdida por histéresis local y modifica los patrones de dominio. Un recocido de alivio de tensiones puede restaurar parte del comportamiento magnético, pero su efecto depende de la clase de acero, el recubrimiento, la atmósfera y el ciclo térmico. ### Pérdida adicional o anómala y microestructura real La pérdida adicional es la contribución dinámica asociada con la estructura de dominios y la magnetización no uniforme. No es simplemente el término clásico de corrientes parásitas calculado a partir del espesor y la resistividad. Durante la excitación alterna, las paredes de dominio se mueven en pasos discontinuos, en lugar de hacerlo como un frente único, uniforme y de avance continuo. Cada pared en movimiento genera cambios locales en el flujo magnético y, por tanto, corrientes parásitas locales. Estas corrientes interactúan con el movimiento de las paredes y producen una pérdida dinámica superior a la del cálculo clásico idealizado. El patrón real de dominios controla esta contribución. Los límites de grano, las inclusiones, los campos de tensión, los daños superficiales y el espaciado y la forma de los dominios crean regiones que cambian de estado bajo campos y en momentos diferentes. A medida que aumenta la frecuencia, las paredes disponen de menos tiempo para responder antes de que el campo aplicado vuelva a cambiar. La magnetización no uniforme resultante aumenta el componente adicional. El refinamiento de dominios puede reducir el tamaño de los cambios locales de flujo y acortar las trayectorias de corriente alrededor de las paredes en movimiento, razón por la que se utilizan tratamientos de control de dominios en algunos productos de grano orientado. El acero eléctrico de grano orientado demuestra la importancia de separar estos mecanismos. ASTM A876 contempla los aceros de silicio-hierro de bajo carbono y grano orientado con aproximadamente un 3,2 % de silicio, e incluye grados convencionales, de alta permeabilidad y trazados con láser. La práctica de identificación de grados de ASTM distingue los grados convencionales de grano orientado designados para ensayos a 1,5 T de los grados designados para ensayos a 1,7 T. Una pérdida declarada debe conservar esa condición de inducción. ASTM A804/A804M está destinada principalmente a mediciones de corriente alterna unidireccional en acero de grano orientado aplanado térmicamente, con resultados comparables al método de Epstein de 25 cm; su configuración unidireccional no es intercambiable con un ensayo isotrópico. El trazado con láser modifica localmente la estructura de dominios y puede reducir la pérdida bajo condiciones especificadas, pero no elimina los efectos de la tensión, el corte, el apilamiento o el flujo transversal. Del mismo modo, la alineación de los granos puede reducir la pérdida medida a lo largo de la dirección de laminación y producir una respuesta diferente fuera de esa dirección. Por tanto, el acero de grano orientado completamente procesado conforme a IEC 60404-8-7:2017 y el acero no orientado completamente procesado conforme a ASTM A677 pertenecen a clases magnéticas diferentes, aunque un único resultado de ensayo haga que sus pérdidas totales parezcan similares. La conclusión práctica es precisa: el control de las pérdidas en el núcleo requiere adecuar la clase de acero, el estado de suministro, el espesor, el recubrimiento, la orientación, la frecuencia, la inducción, la forma de onda y el método de ensayo de la probeta a la aplicación. La pérdida por histéresis describe los ciclos irreversibles, la pérdida clásica por corrientes parásitas describe las corrientes inducidas por el flujo cambiante y la pérdida adicional recoge los efectos dinámicos de la estructura de dominios y la magnetización no uniforme. La pérdida total medida contiene las tres. Tratarla como si fuera una sola de ellas produce una explicación incorrecta y puede conducir a una decisión equivocada sobre el material o el procesamiento. ## Espesor, laminación y recubrimientos aislantes como controles de las pérdidas El espesor del acero eléctrico, el espesor del recubrimiento y las dimensiones del núcleo ensamblado describen características físicas diferentes. Tratarlos como si fueran intercambiables conduce a predicciones incorrectas de las pérdidas del núcleo. El espesor de la chapa es el calibre de una lámina individual de acero. El espesor del recubrimiento es el grosor de la película eléctricamente resistiva que cubre su superficie. La geometría del apilamiento incluye el número de laminaciones, sus solapes y uniones, el factor de apilamiento, la dirección del flujo y el circuito magnético ensamblado. Un núcleo fabricado con chapa más delgada no tiene automáticamente menores pérdidas totales si los daños de corte, un aislamiento deficiente, una sujeción excesiva o un grado magnético inadecuado compensan la reducción de las pérdidas por corrientes parásitas. El estudio del KIT publicado en 2017 separa las pérdidas del núcleo de un transformador en pérdidas por histéresis, pérdidas clásicas por corrientes parásitas y pérdidas adicionales. El movimiento de las paredes de dominio está asociado con las pérdidas por histéresis; un flujo magnético alterno induce corrientes circulantes; y la contribución dinámica restante se trata como pérdida adicional. El diseño de la laminación y del recubrimiento actúa principalmente sobre los términos relacionados con la corriente, pero no sustituye una textura cristalográfica, una composición química, un control de las tensiones ni unas condiciones de ensayo adecuados. ### Por qué una chapa más delgada suele reducir las trayectorias de corrientes parásitas entre laminaciones Un flujo magnético variable produce un campo eléctrico. En un núcleo macizo de acero, ese campo puede impulsar corrientes circulantes a través de bucles que se extienden por el material. Estas corrientes disipan potencia debido a la resistencia eléctrica del acero, producen pérdidas clásicas por corrientes parásitas y alteran el campo magnético local. Cuanto mayor sea la dimensión disponible del bucle en la dirección afectada por el flujo variable, mayor será la tensión inducida alrededor de dicho bucle. Un núcleo laminado divide un gran volumen conductor en muchas chapas delgadas. Cada chapa transporta el flujo principalmente en su propio plano, mientras que las interfaces entre las chapas interrumpen el flujo de corriente de una laminación a la siguiente. Para el componente clásico de las corrientes parásitas, la relación simplificada habitual contiene el cuadrado del espesor de la laminación: manteniendo constantes la frecuencia, la inducción, la resistividad y la forma de onda, la reducción del espesor produce generalmente una disminución desproporcionadamente grande de este componente. Esta afirmación describe una tendencia, no una garantía independiente del grado. Las pérdidas reales también incluyen términos de histéresis y pérdidas adicionales, y las tensiones introducidas durante la fabricación pueden incrementarlos. El beneficio físico procede de dos efectos relacionados. En primer lugar, una chapa más delgada ofrece una dimensión menor para los bucles de corriente inducida. En segundo lugar, un apilamiento de chapas aisladas individualmente impide que esos bucles se unan a través de las caras amplias de las laminaciones adyacentes. Si las interfaces quedan conectadas eléctricamente, la dimensión efectiva del bucle puede aproximarse a la altura o la anchura de una parte considerable del núcleo, anulando gran parte de la finalidad del diseño laminado. Por tanto, los valores de espesor especificados por una norma de producto solo son significativos cuando se consideran junto con la clase de material y el estado de suministro. IEC 60404-8-3:2023 contempla la banda y la chapa de acero eléctrico no orientado laminado en frío suministradas en estado semiprocesado, con espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm. Estos son espesores de producto definidos por la norma, no clasificaciones universales de rendimiento. Una chapa no orientada semiprocesada de uno de esos calibres todavía debe evaluarse conforme a sus condiciones especificadas de ensayo magnético y procesamiento. IEC 60404-8-7:2017 contempla el acero eléctrico de grano orientado laminado en frío suministrado en estado totalmente procesado, incluidos los espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm. El material de grano orientado se utiliza habitualmente con el flujo principalmente en la dirección de laminación, por lo que el espesor y la textura actúan conjuntamente. Una chapa de grano orientado de 0,27 mm y una chapa no orientada semiprocesada de 0,50 mm no pueden compararse únicamente por su espesor, porque difieren en textura, tratamiento térmico, dirección magnética y estado de suministro. Las laminaciones más delgadas también aumentan el número de interfaces en una altura de apilamiento determinada. Esto puede reducir el volumen de acero por unidad de dimensión exterior, ya que los recubrimientos y los pequeños espacios ocupan parte del apilamiento. El factor de apilamiento resultante es importante: un paquete con una altura nominal de 100 mm no contiene 100 mm de acero magnético. El corte y el punzonado introducen otra salvedad. Las rebabas pueden conectar eléctricamente laminaciones contiguas, mientras que las tensiones residuales cerca de los bordes cortados pueden aumentar las pérdidas por histéresis y las pérdidas adicionales. Por consiguiente, un material más delgado puede reducir las pérdidas clásicas por corrientes parásitas, mientras que una fabricación deficiente aumenta otras contribuciones. ### La función eléctrica del aislamiento superficial El recubrimiento no es simplemente una barrera contra la corrosión ni un acabado para facilitar la manipulación. Su función eléctrica consiste en mantener una resistencia elevada a través de las caras amplias de las laminaciones contiguas, de modo que una corriente inducida permanezca confinada en gran medida a su propia chapa. El recubrimiento no tiene que impedir que la corriente circule a lo largo de una laminación; eso sería imposible sin modificar el propio acero. Debe limitar el paso de corriente a través de la interfaz entre laminaciones. Esta distinción explica por qué es importante la continuidad del recubrimiento. Una pequeña zona dañada, un borde expuesto, un contaminante conductor o una rebaba de punzonado pueden crear un puente entre varias chapas. Un solo puente no necesariamente cortocircuita todo el núcleo, pero numerosos puentes pueden formar trayectorias interlaminares extendidas. La presión de sujeción también puede comprimir o dañar el recubrimiento, y los procesos de soldadura o adhesión pueden crear conexiones conductoras locales. Por tanto, el ensamblaje del núcleo afecta a las pérdidas incluso cuando la chapa de acero y su recubrimiento nominal no han cambiado. El espesor del recubrimiento y el espesor de la chapa tienen consecuencias diferentes. Aumentar el espesor de la chapa modifica la región de acero en la que se desarrollan el flujo y las corrientes parásitas. Aumentar el espesor del recubrimiento incrementa principalmente la separación eléctrica y reduce la fracción de un apilamiento fijo ocupada por acero. No convierte una laminación gruesa en una delgada. Del mismo modo, un recubrimiento muy delgado sobre una chapa delgada no equivale a una chapa más gruesa con el mismo espesor total del paquete. El aislamiento también debe resistir los procesos de fabricación y térmicos especificados. El acero de grano orientado totalmente procesado puede recibir tratamientos de alivio de tensiones u otros tratamientos controlados asociados con su especificación; el acero no orientado semiprocesado se suministra para un procesamiento posterior que puede alterar sus propiedades magnéticas. La resistencia eléctrica, la adhesión, la tolerancia a la temperatura y la respuesta al corte o al recocido deben considerarse conjuntamente, pero una designación del recubrimiento no debe tratarse como un valor numérico de pérdidas del núcleo. ASTM A976 es la especificación ASTM pertinente para la clasificación de los recubrimientos aislantes del acero eléctrico. ASTM no utiliza A976 como sustituto de las normas de producto para aceros magnéticos. El Subcomité A06.02 de ASTM identifica ASTM A677 para el acero eléctrico no orientado totalmente procesado, ASTM A683 para el acero eléctrico no orientado semiprocesado, ASTM A876 para el acero eléctrico de grano orientado totalmente procesado y ASTM A976 para la clasificación de los recubrimientos aislantes. La clasificación del recubrimiento identifica el tipo o la clase de recubrimiento conforme al marco normativo aplicable; por sí sola, no establece las pérdidas del núcleo de un acero determinado a una frecuencia y una inducción no especificadas. Por tanto, las clases de recubrimiento y el rendimiento medido deben tomarse de la edición aplicable de ASTM A976, en lugar de inferirse o asignarse a partir del aspecto de la chapa. Las comparaciones de pérdidas del núcleo siguen estando vinculadas a las condiciones de medición. ASTM A677, por ejemplo, contempla aceros eléctricos no orientados totalmente procesados utilizados principalmente en dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz, con grados clasificados por las pérdidas máximas del núcleo medidas a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo de Epstein. ASTM A804/A804M está destinada principalmente a mediciones de corriente alterna unidireccional en acero eléctrico de grano orientado aplanado térmicamente, con resultados comparables a los del método de Epstein de 25 cm. Las designaciones de los grados de grano orientado también distinguen los grados convencionales ensayados a 1,5 T de otros grados designados para ensayos a 1,7 T. Una pérdida citada sin su frecuencia, inducción, método de ensayo de la probeta, dirección de laminación cuando corresponda y estado de suministro está incompleta. El espesor y el recubrimiento controlan las trayectorias eléctricas; no eliminan esas condiciones de medición. ## Ensayos magnéticos: métodos Epstein, de una sola lámina y unidireccionales Una propiedad magnética no es un número independiente. Corresponde a una condición de ensayo: clase de material, estado de suministro, geometría de la probeta, circuito magnético, frecuencia, inducción máxima, dirección con respecto al laminado y aislamiento eléctrico entre las laminaciones. Informar de la «pérdida en el núcleo» sin esos detalles puede hacer que dos mediciones válidas parezcan contradictorias. La distinción es importante porque los aceros eléctricos no constituyen una única categoría de material. El acero eléctrico no orientado totalmente procesado, el acero eléctrico no orientado semiprocesado y el acero eléctrico orientado totalmente procesado presentan texturas, tratamientos térmicos, aplicaciones previstas y convenciones de ensayo diferentes. El Subcomité A06.02 de ASTM traduce estas distinciones en normas separadas: ASTM A677 abarca el acero no orientado totalmente procesado, ASTM A683 abarca el acero no orientado semiprocesado, ASTM A876 abarca el acero orientado totalmente procesado y ASTM A976 clasifica los recubrimientos aislantes. La pérdida medida también tiene varias fuentes físicas. El estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology separa la pérdida en el núcleo del transformador en pérdida por histéresis, pérdida clásica por corrientes parásitas y pérdida excedente. La pérdida por histéresis surge cuando las paredes de dominio se desplazan a través de defectos y sitios de anclaje durante la inversión de la magnetización. La pérdida clásica por corrientes parásitas es causada por las corrientes inducidas en el acero cuando cambia el flujo alterno. La pérdida excedente representa una pérdida dinámica adicional asociada con el movimiento no uniforme de las paredes de dominio y con procesos magnéticos localizados. Un método de ensayo registra su efecto combinado bajo una forma de onda y una frecuencia especificadas; no identifica un grado únicamente por su composición química. ### El método Epstein de 25 cm y las probetas en forma de tira Los métodos de ensayo magnético describen distintas geometrías de probeta y no deben tratarse como intercambiables. | Enfoque del ensayo | Trayectoria magnética | Uso más pertinente | |---|---|---| | Epstein de 25 cm | Conjunto definido de tiras con respuesta direccional promediada | Comparación normalizada de chapas | | De una sola chapa o unidireccional | Dirección seleccionada definida | Mediciones direccionales de acero orientado según el grano | | Medición del núcleo acabado | Uniones reales, apilamiento, esfuerzo y ensamblaje | Validación a nivel de componente | El método Epstein de 25 cm utiliza tiras estrechas y rectangulares ensambladas para formar un circuito magnético cuadrado. La longitud de la probeta es convencionalmente de 25 cm, y las tiras se disponen de modo que el circuito magnético incluya material cortado en las direcciones principales de ensayo. Por tanto, el ensayo no es una medición realizada sobre un segmento de lámina aislado. Es un conjunto controlado en el que la fuerza magnetizante aplicada, la tensión inducida, el flujo y la masa o el volumen de la probeta se relacionan con las magnitudes magnéticas informadas. En el caso de la lámina no orientada, esta disposición proporciona una respuesta media normalizada del material muestreado en diferentes direcciones. Este promedio es útil porque el acero eléctrico no orientado está diseñado para limitar las diferencias direccionales, en lugar de concentrar su comportamiento magnético a lo largo de una dirección cristalográfica determinada. El resultado sigue dependiendo del corte, las rebabas, el estado de la probeta, el apilamiento, el aislamiento y la forma en que se controla la excitación. ASTM A677 es el ejemplo central. Esta norma abarca los aceros eléctricos no orientados totalmente procesados utilizados principalmente en dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz, y clasifica los grados según la pérdida máxima en el núcleo medida a **60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo Epstein**. La frecuencia y la inducción forman parte del criterio de clasificación del grado. Un valor medido a 50 Hz o a 1,0 T no constituye el mismo resultado de clasificación conforme a ASTM A677, aunque las tiras y el instrumento no hayan cambiado. Las tiras también deben representar el estado de suministro especificado. La lámina totalmente procesada ha recibido el recocido final y el tratamiento de aislamiento necesarios para establecer su condición magnética de suministro. El acero no orientado semiprocesado es diferente: su desarrollo magnético final puede depender del procesamiento realizado por el usuario, que suele incluir un recocido de alivio de tensiones. IEC 60404-8-3:2023 abarca la banda y la lámina de acero eléctrico no orientado laminado en frío suministradas en estado semiprocesado, incluidos los espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm. Estas designaciones de espesor no se convierten automáticamente en grados de acero totalmente procesado conforme a ASTM A677. El espesor afecta a la pérdida, pero no sustituye la designación del grado. La reducción del espesor de la laminación generalmente acorta el recorrido disponible para las corrientes parásitas circulantes. El aislamiento eléctrico de la superficie interrumpe aún más esas corrientes, mientras que las adiciones de silicio y aluminio aumentan la resistividad eléctrica. Sin embargo, la pérdida final también depende de la textura, el tamaño de grano, las tensiones, el recubrimiento, la forma de onda y la frecuencia. Por sí solo, el espesor no permite clasificar una lámina delgada ensayada en un estado determinado frente a una lámina más gruesa ensayada conforme a otra norma. ### ASTM A804/A804M para lámina orientada El acero eléctrico orientado requiere un énfasis diferente porque su comportamiento magnético es deliberadamente direccional. En el material orientado de grano, aplanado térmicamente, la dirección de laminado está asociada con una fuerte textura de Goss, por lo que la magnetización en esa dirección puede diferir notablemente de la magnetización transversal a ella. Un ensayo que promedie las direcciones puede ocultar la propiedad relevante para un núcleo de transformador. ASTM A804/A804M está destinada principalmente a mediciones magnéticas unidireccionales en corriente alterna sobre acero eléctrico orientado, aplanado térmicamente, utilizado como material para las laminaciones de núcleos de transformadores. A diferencia de un conjunto Epstein convencional, el método está diseñado para medir el material en una dirección magnética definida. ASTM International declara que los resultados de ASTM A804/A804M son comparables con los resultados del método Epstein de 25 cm, pero «comparables» no significa que la disposición de la probeta y la información direccional sean intercambiables. El método debe seguir indicándose junto con el resultado. Un ensayo de una sola lámina o unidireccional puede revelar más directamente el comportamiento en la dirección de laminado del material orientado que un conjunto de tiras multidireccional. La probeta se magnetiza a lo largo de una dirección seleccionada, y la inducción alterna se establece a partir de la tensión inducida. Por tanto, la pérdida informada tiene un significado direccional: un valor en la dirección de laminado no debe interpretarse como un promedio de una lámina isotrópica, y el resultado en la dirección transversal no debe sustituirlo. ASTM A876 abarca los aceros de hierro-silicio orientados y de bajo contenido de carbono con aproximadamente un 3,2 % de silicio. Incluye grados convencionales, de alta permeabilidad y marcados por láser. IEC 60404-8-7:2017 abarca la banda y la lámina de acero eléctrico orientado laminado en frío suministradas en estado totalmente procesado, incluido el material con textura de Goss y espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm. Estos documentos describen las clases y las condiciones de suministro; el método de ensayo proporciona el contexto de medición que hace significativa una propiedad magnética indicada. ### Interpretación de las condiciones de inducción y frecuencia La inducción, expresada normalmente en teslas, no es intercambiable con la intensidad del campo magnético. En un ensayo de corriente alterna, la forma de onda de la inducción y su valor máximo determinan hasta qué punto se lleva el material a lo largo de su curva de magnetización. A mayor inducción, los procesos de dominio y los efectos de saturación pueden aumentar considerablemente la pérdida. La frecuencia modifica el número de inversiones de magnetización por segundo e incrementa las contribuciones dinámicas, especialmente la pérdida por corrientes parásitas y la pérdida excedente. Por ese motivo, la práctica de ASTM distingue las designaciones de materiales orientados ensayadas a **1,5 T** de aquellas ensayadas a **1,7 T**. Los grados orientados convencionales se designan para ensayos a 1,5 T, mientras que otros grados orientados se designan para ensayos a 1,7 T. La designación identifica la inducción prescrita para la clasificación o la propiedad informada; no es simplemente un punto de funcionamiento preferente. Comparar un resultado a 1,5 T con uno a 1,7 T como si fueran el mismo ensayo de grado puede invertir las clasificaciones aparentes. La misma precaución se aplica a la frecuencia. La condición de clasificación de ASTM A677 es 60 Hz y 1,5 T, lo que refleja su uso principal en dispositivos de 50 y 60 Hz. Un ensayo a 400 Hz mide un equilibrio diferente entre la pérdida por histéresis, la pérdida clásica por corrientes parásitas y la pérdida excedente. Aunque el material, el espesor y el método de la probeta permanezcan constantes, el valor no puede transferirse sin un modelo de frecuencia justificado y supuestos coincidentes sobre la forma de onda. Por tanto, un informe técnicamente defendible indica la norma del material y la designación del grado, el estado de suministro, el espesor nominal, el método de la probeta, la frecuencia, la inducción máxima, la forma de onda cuando sea pertinente, el estado del aislamiento y la dirección del ensayo. En el caso del acero orientado, la dirección de laminado debe indicarse explícitamente. «Pérdida en el núcleo: 1,5 W/kg» es una información incompleta; «pérdida en el núcleo medida mediante el método Epstein de 25 cm a 60 Hz y 1,5 T en acero no orientado totalmente procesado» identifica un resultado utilizable. Para una medición unidireccional en acero orientado, la dirección y el método ASTM A804/A804M son igualmente esenciales. El método de ensayo forma parte de la propiedad, no es una nota al pie añadida después. ## Cómo leer una designación de grado o una ficha técnica sin interpretarla erróneamente #### Secuencia de lectura de una ficha técnica 1. **1. Identifique la norma** Encuentre el documento ASTM o IEC aplicable. 2. **2. Identifique el estado de suministro** Determine si la chapa está completamente procesada o semiprocesada. 3. **3. Identifique la familia del material** Separe el acero no orientado del acero orientado según el grano. 4. **4. Registre las condiciones de ensayo** Anote la frecuencia, la inducción, la dirección, el método de la probeta y la forma de onda cuando sea pertinente. 5. **5. Compruebe las condiciones de fabricación** Revise el espesor, el recubrimiento, el corte, el alivio de tensiones, el apilamiento y la sujeción. Una designación de grado no constituye una especificación magnética completa. Identifica un material dentro de una norma, pero el comportamiento indicado también depende del estado de suministro, el espesor, la frecuencia de ensayo, la inducción, la dirección de la probeta y el método de medición. Una secuencia de lectura rigurosa evita el error común de tratar el porcentaje de silicio o un espesor nominal reducido como sustitutos directos del comportamiento magnético. ### Descifrar la norma, el estado de suministro y la familia del grado Comience por la norma aplicable, no por el número de grado. ASTM A677, por ejemplo, abarca los aceros eléctricos no orientados totalmente procesados destinados principalmente a dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz. Sus grados se clasifican por la pérdida máxima en el núcleo medida a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo de Epstein, según se especifica en ASTM A677-07 (ASTM International, 2007). Esta clasificación no describe todas las condiciones de funcionamiento posibles. A continuación, identifique el estado de suministro. El material totalmente procesado ha recibido el tratamiento térmico magnético exigido por su especificación y se suministra con sus propiedades magnéticas establecidas. El material semiprocesado se suministra para que el usuario lo procese posteriormente, lo que suele incluir un recocido final. Su comportamiento magnético en el estado de suministro no debe interpretarse como equivalente al de una chapa totalmente procesada. El mapa de normas ASTM hace explícita esta distinción. El Subcomité A06.02 de ASTM incluye ASTM A677 para acero no orientado totalmente procesado, ASTM A683 para acero no orientado semiprocesado y ASTM A876 para acero de grano orientado totalmente procesado. ASTM A976 aborda la clasificación de los recubrimientos aislantes. Una ficha técnica que solo indique “acero eléctrico” ha omitido la información necesaria para ubicar el material en este mapa. A continuación, determine la familia del acero. El acero eléctrico no orientado está diseñado para proporcionar un comportamiento magnético relativamente similar en distintas direcciones del plano, aunque no es perfectamente independiente de la dirección. El acero eléctrico de grano orientado presenta una textura cristalográfica intensa, normalmente asociada con la orientación de Goss, y suele evaluarse en la dirección de laminación o en otra dirección especificada. Ambas familias sirven para diseños diferentes de circuitos magnéticos y no deben compararse mediante una única jerarquía de números de grado. ASTM A876 abarca el acero de grano orientado de hierro y bajo contenido de carbono con aproximadamente un 3,2 % de silicio. Incluye grados convencionales, de alta permeabilidad y trazados con láser. IEC 60404-8-7:2017 abarca las bandas y chapas de acero eléctrico de grano orientado laminadas en frío suministradas en estado totalmente procesado, incluidos los espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm. Estos espesores son valores característicos incluidos en esa norma de producto; por sí solos no constituyen una clasificación del rendimiento. Para el material no orientado semiprocesado, IEC 60404-8-3:2023 especifica espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm, junto con propiedades magnéticas, tolerancias dimensionales y procedimientos de inspección. La presencia de un espesor en esta lista no hace que una chapa sea equivalente a un grado no orientado totalmente procesado del mismo espesor. Registre el espesor nominal por separado del grado. Registre también la información sobre el recubrimiento o el aislamiento. Un recubrimiento eléctricamente aislante aumenta la resistencia interlaminar y reduce la corriente que circula entre laminaciones adyacentes; ASTM A976 proporciona el marco pertinente para la clasificación de recubrimientos. El silicio y el aluminio pueden aumentar la resistividad eléctrica, mientras que el control de la textura y el procesamiento afectan la histéresis y la permeabilidad. Ninguna de estas características, considerada de forma aislada, determina el valor final de la pérdida en el núcleo. ### Leer correctamente las clasificaciones de pérdida máxima en el núcleo Una clase de pérdida máxima en el núcleo es un límite de aceptación bajo condiciones especificadas, no una constante universal de pérdida. Si ASTM A677 asigna un grado según la pérdida máxima a 60 Hz, 1,5 T y mediante el ensayo de Epstein, el valor se aplica a esa medición definida. No predice automáticamente la pérdida a 400 Hz, a 1,0 T, bajo flujo giratorio ni después de un proceso diferente de troquelado y alivio de tensiones. Una transcripción útil mantiene la condición junto al número: “pérdida total específica máxima, \[frecuencia\], \[inducción\], ensayo de Epstein”. Eliminar las condiciones entre corchetes convierte un resultado cualificado en uno engañoso. La misma disciplina se aplica a los grados de grano orientado. La práctica de ASTM distingue los grados convencionales designados para ensayos a 1,5 T de otros grados de grano orientado designados para ensayos a 1,7 T (ASTM International, 2024). Comparar sus límites numéricos sin conservar la inducción de ensayo carece de validez. El método empleado con la probeta también puede modificar el resultado. ASTM A804/A804M está destinada principalmente a mediciones unidireccionales de corriente alterna en acero eléctrico de grano orientado aplanado térmicamente, utilizado como material para laminaciones de núcleos de transformadores. Sus resultados son comparables con los del método de Epstein de 25 cm, pero “comparable” no significa que todas las geometrías de ensayo produzcan lecturas idénticas. Por lo tanto, debe identificarse ASTM A804/A804M-04, reafirmada en 2021, siempre que sus mediciones aparezcan en una ficha técnica. La pérdida en el núcleo contiene en sí varias contribuciones físicas. El estudio del Karlsruhe Institute of Technology publicado en 2017 separa la pérdida en el núcleo de un transformador en pérdida por histéresis, pérdida clásica por corrientes parásitas y pérdida excedente. El movimiento de las paredes de dominio a través de la estructura magnética contribuye a la pérdida por histéresis. La variación del flujo induce corrientes parásitas en el acero, lo que produce la pérdida clásica por corrientes parásitas; la estructura de dominios y las trayectorias de corriente localizadas contribuyen a la pérdida excedente. Una chapa de acero eléctrico más delgada no presenta automáticamente menores pérdidas cuando difieren la textura, el procesamiento, el recubrimiento, el esfuerzo o las condiciones de ensayo. Limited evidence El espesor afecta principalmente la contribución de las corrientes parásitas, porque las trayectorias eléctricas más cortas reducen la pérdida por corrientes circulantes. Una pérdida menor también puede deberse a una mayor resistividad, un aislamiento adecuado, una reducción de las tensiones o una mejor alineación de los granos. Una chapa más delgada aún puede mostrar una pérdida total medida más elevada si su textura, estado de procesamiento, recubrimiento o condición de ensayo son diferentes. “0,27 mm” es un espesor, no un grado magnético completo. ### Separar la permeabilidad, la inducción y la pérdida La permeabilidad describe cuánta inducción magnética se produce para un campo magnetizante determinado. En forma simplificada, la permeabilidad relativa compara la respuesta del material con la del espacio libre. Una ficha técnica puede indicar la permeabilidad inicial, la permeabilidad máxima o la permeabilidad a una inducción determinada. Se trata de magnitudes diferentes que no deben reducirse a un único número. La inducción es la densidad de flujo magnético, normalmente expresada en teslas. Es el punto de funcionamiento o de ensayo en el que se mide una propiedad. Un acero de grano orientado de alta permeabilidad puede alcanzar una inducción determinada con un campo magnetizante menor que otro acero, pero su pérdida total sigue dependiendo de la frecuencia, la forma de onda, el espesor, la textura, las tensiones y el aislamiento. La facilidad de magnetización no equivale a una baja disipación de energía por ciclo. La pérdida en el núcleo es la potencia disipada por unidad de masa o de volumen bajo una excitación magnética alterna definida. Su valor depende intensamente tanto de la frecuencia como de la inducción. Dos chapas pueden presentar una permeabilidad similar a una inducción determinada y, aun así, pérdidas diferentes, o una pérdida similar en un punto de ensayo y permeabilidades distintas en otros puntos de la curva de magnetización. Lea cada propiedad como una tupla completa: estado de suministro, familia del grado, espesor nominal, frecuencia, inducción, dirección, método empleado con la probeta y propiedad indicada. En el caso del acero de grano orientado, añada la dirección de laminación e indique si el ensayo es longitudinal, transversal o de otro tipo especificado. Para realizar una comparación, cambie una sola variable cada vez. Una ficha técnica que carezca de estas condiciones aún puede identificar una familia de productos, pero no permite realizar una comparación magnética sólida. ## Variables de fabricación que cambian el comportamiento magnético El acero eléctrico no adquiere su comportamiento magnético únicamente por su contenido de silicio o su espesor nominal. El historial de laminación, el recocido, la orientación de los granos, las tensiones residuales, el aislamiento superficial y el estado en que la chapa llega al taller de fabricación del núcleo afectan al resultado medido. Por tanto, la distinción entre acero no orientado totalmente procesado, acero no orientado semiprocesado y acero de grano orientado totalmente procesado es tanto una distinción de fabricación como una distinción normativa. El Subcomité A06.02 de ASTM identifica ASTM A677 para acero no orientado totalmente procesado, ASTM A683 para acero no orientado semiprocesado, ASTM A876 para acero de grano orientado totalmente procesado y ASTM A976 para recubrimientos aislantes de acero eléctrico. IEC 60404-8-3:2023 abarca el acero eléctrico no orientado laminado en frío suministrado en estado semiprocesado, mientras que IEC 60404-8-7:2017 abarca el acero eléctrico de grano orientado laminado en frío suministrado en estado totalmente procesado. La designación de un grado solo tiene significado junto con ese estado de suministro y las condiciones de ensayo asociadas a su propiedad magnética. ### Reducción en frío, recristalización y tamaño de grano La reducción en frío modifica mucho más que el espesor de la chapa. Alarga los granos, aumenta la densidad de dislocaciones, almacena energía de deformación y crea anisotropía cristalográfica y mecánica. Estos cambios afectan al movimiento de las paredes de dominio y a la facilidad con la que la magnetización sigue un campo aplicado. Por ello, una banda sometida a una deformación intensa puede mostrar un comportamiento magnético considerablemente distinto del de una banda recocida de igual composición y calibre nominal. La recristalización elimina gran parte de la estructura deformada en frío mediante la formación de granos nuevos y relativamente libres de deformación durante el tratamiento térmico. La textura resultante depende de la estructura inicial, el historial de reducción, las condiciones de recocido, los inhibidores y la composición de la aleación. El crecimiento de grano modifica posteriormente el número y las características de los límites de grano. Los límites pueden obstaculizar las paredes de dominio, mientras que los granos excesivamente grandes o irregulares pueden aumentar la falta de uniformidad magnética local y complicar la respuesta en las proximidades de las uniones y los bordes cortados. No existe una regla universal de tamaño de grano que se aplique por igual a los productos no orientados y de grano orientado. En el acero eléctrico no orientado, el procesamiento busca una distribución de orientaciones cristalográficas que proporcione una respuesta magnética útil en más de una dirección del plano. El material no orientado totalmente procesado ha recibido del productor su recocido magnético final. El material no orientado semiprocesado no ha recibido el tratamiento final completo; el recocido y la secuencia de fabricación posteriores del usuario pueden modificar su estructura recristalizada, el tamaño de grano y sus propiedades magnéticas. IEC 60404-8-3:2023 incluye material semiprocesado en espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm, pero esos espesores no especifican la pérdida final después de un tratamiento térmico posterior no definido. El acero de grano orientado persigue un objetivo diferente. Su procesamiento desarrolla una textura de Goss intensa, descrita habitualmente mediante la orientación {110}\<001\>, de modo que muchos granos tienen su dirección fácil de magnetización paralela a la dirección de laminación. ASTM A876 abarca los aceros de grano orientado de hierro y silicio con bajo contenido de carbono y aproximadamente un 3,2 % de silicio, e incluye grados convencionales, de alta permeabilidad y marcados por láser. IEC 60404-8-7:2017 abarca bandas de grano orientado totalmente procesadas en espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm. La dirección de laminación es esencial al informar sobre el comportamiento del acero de grano orientado. Un valor medido a lo largo de la dirección prevista del flujo no puede transferirse directamente a una región transversal o dominada por una unión. ASTM A804/A804M está destinada principalmente a mediciones de corriente alterna unidireccionales en acero de grano orientado aplanado térmicamente, con resultados comparables a los del método Epstein de 25 cm. La geometría y la dirección de la probeta forman parte del resultado. El tamaño de grano también interactúa con los distintos componentes de la pérdida del núcleo. El estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology separa la pérdida del núcleo de transformador en contribuciones de pérdida por histéresis, pérdida clásica por corrientes parásitas y pérdida excesiva. La pérdida por histéresis refleja el movimiento irreversible de las paredes de dominio y los procesos de magnetización. La pérdida clásica por corrientes parásitas se produce cuando el flujo alterno induce corrientes circulantes en la chapa. La pérdida excesiva representa procesos dinámicos adicionales de los dominios que no recoge el término clásico simple. El recocido puede reducir los efectos relacionados con la histéresis al eliminar la deformación, mientras que el espesor, la resistividad, la estructura de dominios y la frecuencia afectan a las demás contribuciones. ### Alivio de tensiones y planitud El corte, el punzonado, el cizallado, el doblado y el apilado imponen tensiones que no estaban presentes en la banda plana de ensayo. Un borde punzonado contiene deformación plástica y tensión residual; un diente estrecho o una esquina pueden soportar un gradiente de tensiones elevado en relación con su anchura. Estas regiones obstaculizan el movimiento de las paredes de dominio y pueden aumentar la pérdida por histéresis local. El efecto puede ser pequeño en una probeta Epstein grande, pero significativo en el estátor compacto de un motor, la esquina de un transformador o una pieza formada con radios reducidos. El estado de suministro es importante porque el material totalmente procesado no queda necesariamente libre de los efectos de la fabricación. Una chapa totalmente procesada ha completado el tratamiento magnético especificado por el productor, pero el corte y el conformado todavía pueden degradar la respuesta magnética de la laminación terminada. El acero no orientado semiprocesado depende en mayor medida de la secuencia posterior de recocido y conformado del comprador. Por tanto, un núcleo ensamblado a partir de chapas ensayadas antes de la fabricación puede presentar una pérdida superior a la indicada en el certificado. El aplanado térmico aborda tanto la geometría como las tensiones. El tratamiento térmico puede reducir las tensiones residuales procedentes de la laminación, el corte o la manipulación y mejorar la planitud, pero la exposición a la temperatura también afecta a la estructura de grano, el comportamiento del recubrimiento y las propiedades magnéticas. ASTM A804/A804M se refiere específicamente al material de grano orientado aplanado térmicamente utilizado como material de partida para laminaciones de núcleos de transformadores. Esta precisión es importante: un valor correspondiente a una banda aplanada térmicamente y ensayada unidireccionalmente no describe automáticamente un núcleo cizallado, apilado y sujetado mediante abrazaderas. La sujeción mecánica introduce otra fuente de tensiones. Una presión excesiva, un apilado irregular, un bobinado demasiado ajustado o el contacto local con rebabas pueden restringir la magnetostricción y el movimiento de los dominios. Los problemas de planitud pueden producir separaciones o contactos puntuales entre laminaciones, modificando la distribución del flujo y aumentando la pérdida local. El aplanado térmico no es una etapa de reparación genérica que elimine todos los efectos del procesamiento. Su resultado depende de la deformación previa, el tratamiento térmico, la clase de acero y el sistema de recubrimiento. ### Refinamiento de dominios y estado superficial El refinamiento de dominios reduce la distancia en la que se invierten los dominios magnéticos, limitando la energía asociada al movimiento de las paredes de dominio y, en condiciones adecuadas, reduciendo la pérdida. El marcado por láser es uno de los métodos utilizados con acero de grano orientado. Crea alteraciones superficiales estrechas y controladas que subdividen los dominios a través de la chapa. El tratamiento no equivale a modificar el porcentaje de silicio de la masa del material, y su efecto debe considerarse junto con la inducción de ensayo especificada para el grado. ASTM A876 distingue grados de grano orientado y condiciones de ensayo que incluyen grados convencionales designados a 1,5 T y otros grados designados a 1,7 T. Comparar valores de pérdida a esas inducciones diferentes puede producir una clasificación engañosa. La frecuencia, la inducción, la dirección de laminación, el método de ensayo de la probeta y el estado de suministro deben acompañar a todo valor magnético citado. El recubrimiento superficial cumple dos funciones. Aísla eléctricamente las laminaciones adyacentes, aumentando la resistencia interlaminar y reduciendo las corrientes parásitas circulantes, y también afecta a la tensión, la aptitud para el punzonado, la compatibilidad con el tratamiento térmico y el comportamiento durante el apilado. ASTM A976 proporciona el marco de clasificación para los recubrimientos aislantes de acero eléctrico. Un recubrimiento dañado, una rebaba conductora, un espesor excesivo del recubrimiento o un patrón de contacto deficiente pueden modificar la pérdida del núcleo ensamblado, incluso cuando el sustrato de acero cumple las especificaciones de la chapa. El estado superficial también afecta a las tensiones. La rugosidad, los arañazos, los residuos de óxido y la falta de uniformidad del recubrimiento pueden crear puntos de contacto locales o restringir la chapa durante el apilado. El marcado por láser, la tensión del recubrimiento y los daños posteriores al corte en los bordes pueden actuar conjuntamente, en lugar de hacerlo de forma independiente. Las laminaciones delgadas ayudan a reducir la pérdida clásica por corrientes parásitas, pero una chapa más delgada no elimina la pérdida por histéresis ni la pérdida excesiva causada por una textura deficiente, tensiones residuales o una excitación desfavorable. Por esa razón, la pregunta pertinente no es simplemente qué grado se suministró. La cuestión es si el grado especificado, el estado de procesamiento, la textura, el aislamiento superficial, la práctica de corte, el tratamiento de alivio de tensiones y el ensamblaje del núcleo producen la pérdida requerida a la frecuencia y la inducción reales. El núcleo terminado es el componente magnético que se utiliza; el ensayo original de la banda plana es solo una medición controlada dentro de su historial de fabricación. ## Diseño de núcleos de transformadores y máquinas rotativas en función del comportamiento del material Un núcleo no está expuesto a la misma condición magnética que se utiliza para clasificar un grado de chapa. El material se corta con una determinada geometría, se aísla, se apila, se sujeta y se acciona con una forma de onda concreta. Cada etapa puede modificar la respuesta magnética observada en el componente terminado. Por lo tanto, la denominación de un grado identifica una clase de material y una condición de ensayo especificada, no un valor de pérdidas garantizado para todos los núcleos ensamblados. La distinción entre los estados de suministro es importante en la etapa de diseño. ASTM A677 abarca los aceros eléctricos no orientados totalmente procesados, utilizados principalmente en dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz; sus grados se clasifican según las pérdidas máximas en el núcleo, medidas a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo Epstein. ASTM A683 abarca el acero no orientado semiprocesado, mientras que ASTM A876 abarca el acero de grano orientado totalmente procesado. IEC 60404-8-3:2023 especifica las tiras y chapas de acero eléctrico no orientado laminadas en frío suministradas en estado semiprocesado, mientras que IEC 60404-8-7:2017 abarca el material de grano orientado totalmente procesado. Estas normas no describen productos intercambiables. Describen distintas combinaciones de composición, textura, procesamiento, ensayos magnéticos y condición de suministro. ### Núcleos de transformadores y dirección preferente del flujo Un núcleo de transformador se diseña de modo que la mayor parte de su flujo alterno siga una trayectoria controlada a través de la dirección de laminación del acero eléctrico de grano orientado. En el acero de grano orientado totalmente procesado, una textura de Goss intensa sitúa muchas direcciones cristalográficas favorablemente con respecto a la dirección de laminación. Por tanto, la magnetización requiere un campo menor en esa dirección que en un agregado con orientación aleatoria, especialmente a la inducción y frecuencia utilizadas en el diseño. Por este motivo, las chapas de los transformadores no se disponen simplemente como una pila de rectángulos idénticos. La tira se corta y se orienta de manera que el flujo circule por las columnas y los yugos con el menor número posible de cambios bruscos de dirección. Las uniones escalonadas (*step-lap*) y otras disposiciones similares distribuyen la transición entre varias chapas, en lugar de obligar a todo el flujo a atravesar una única unión a tope pronunciada. El objetivo no es únicamente obtener una trayectoria magnética más corta. También consiste en reducir la concentración local del campo magnetizante y la perturbación de la textura preferente. ASTM A876 abarca los aceros de hierro-silicio de grano orientado y bajo contenido de carbono, con aproximadamente un 3,2 % de silicio, e incluye grados convencionales, de alta permeabilidad y trazados por láser. La indicación de la inducción de ensayo debe mantenerse asociada a cualquier propiedad declarada: los grados convencionales de grano orientado se designan para ensayos a 1,5 T, mientras que los demás grados de grano orientado se designan para ensayos a 1,7 T conforme a la práctica de clasificación de ASTM identificada por ASTM International en 2024. Una cifra de pérdidas a 1,5 T no puede compararse sin más con otra a 1,7 T. ASTM A804/A804M se aplica principalmente a mediciones magnéticas unidireccionales de corriente alterna en acero de grano orientado aplanado térmicamente. Sus resultados son comparables con el método Epstein de 25 cm, pero la disposición del ensayo sigue siendo diferente de la de un transformador terminado que contiene uniones, esquinas, elementos de sujeción y campos inducidos por los devanados. La dirección de laminación y la orientación de la probeta forman parte de la definición de la medición. La orientación de los granos reduce uno de los componentes de la carga magnética; no elimina las tres fuentes físicas de pérdidas en el núcleo. El estudio de 2017 del Karlsruhe Institute of Technology separa las pérdidas por histéresis, las pérdidas clásicas por corrientes parásitas y las pérdidas adicionales. El movimiento de las paredes de dominio contribuye a las pérdidas por histéresis. El flujo alterno induce corrientes parásitas cuya magnitud depende del espesor de las chapas, la resistividad eléctrica y el aislamiento entre ellas. Las pérdidas adicionales representan efectos dinámicos suplementarios asociados con los procesos de dominio y la falta de uniformidad magnética local. El silicio, el aluminio, las tiras delgadas, el aislamiento superficial y la textura pueden afectar estos términos de distintas maneras. Por tanto, el diseñador de transformadores debe hacer coincidir la dirección preferente del acero con la trayectoria del flujo y conservar después esa ventaja durante la fabricación. Una chapa con bajas pérdidas normalizadas puede ofrecer un rendimiento deficiente si sus bordes cortados, sus uniones o sus regiones sometidas a tensión dominan el comportamiento del núcleo ensamblado. ### Máquinas rotativas y flujo cambiante en el plano La trayectoria magnética de una máquina rotativa es menos predecible. En los dientes del estator, el hierro posterior y los componentes del rotor, la dirección local del flujo cambia a medida que gira el rotor y rota el campo del devanado. Gran parte de este flujo permanece en el plano de las chapas, pero su ángulo con respecto a la dirección de laminación varía continuamente. Una chapa de grano orientado ofrecería su respuesta más favorable únicamente en determinadas direcciones, por lo que se adaptaría mal a un núcleo que debe aceptar cambios direccionales repetidos en el plano. En consecuencia, el acero eléctrico no orientado totalmente procesado es la clase de material habitual para estas trayectorias. Su textura cristalográfica se controla para limitar las diferencias direccionales, en lugar de crear una única dirección fácil dominante. La elección pertinente tampoco es simplemente «alto contenido de silicio frente a bajo contenido de silicio». Incluye el grado especificado, el espesor nominal, el estado de suministro, la resistividad, el aislamiento superficial, la inducción magnética, la frecuencia y el historial de procesamiento. El acero no orientado semiprocesado plantea otra condición de diseño. IEC 60404-8-3:2023 incluye espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm para tiras y chapas suministradas en estado semiprocesado, junto con propiedades magnéticas, tolerancias dimensionales y procedimientos de inspección. El recocido final puede formar parte del proceso de fabricación del usuario, por lo que el estado magnético después del punzonado y del tratamiento térmico no puede inferirse de la designación de un material totalmente procesado. El Subcomité A06.02 de ASTM incluye A683 para el acero no orientado semiprocesado y A677 para el acero no orientado totalmente procesado; estas designaciones no deben sustituirse entre sí. Los núcleos de máquinas rotativas también experimentan componentes locales del flujo generados por el ranurado, la saturación de las puntas de los dientes, los armónicos y la asimetría mecánica. Estos campos pueden diferir de la excitación sinusoidal y uniforme utilizada en un catálogo o en un ensayo normativo. Las pérdidas resultantes pueden aumentar incluso cuando la frecuencia nominal de funcionamiento no cambia. Las chapas delgadas ayudan a reducir las pérdidas clásicas por corrientes parásitas porque cada chapa aislada restringe la trayectoria de la corriente circulante, pero un material más delgado no resuelve automáticamente las pérdidas por histéresis o adicionales causadas por bordes dañados, tensiones o flujo distorsionado. ### Apilamiento, uniones y tensiones locales El núcleo terminado contiene más acero del que recibe efectivamente el circuito magnético. El factor de apilamiento es la relación entre el volumen de acero macizo y el volumen total apilado; el resto está ocupado por el revestimiento, la rugosidad superficial, la ondulación y pequeños espacios. Un factor de apilamiento menor exige una densidad de flujo mayor en el acero para producir el mismo flujo medio a través de la sección transversal del núcleo. Esto puede aumentar las pérdidas y la corriente magnetizante, aunque la chapa individual siga cumpliendo su resultado original en el ensayo Epstein. El aislamiento eléctrico entre las chapas es esencial para limitar las corrientes parásitas interlaminares. ASTM A976 proporciona el marco de clasificación de ASTM para los revestimientos aislantes del acero eléctrico. Un revestimiento dañado, contaminado, mal curado o comprimido más allá de su condición prevista puede crear puentes conductores entre varias chapas. Estos puentes amplían los bucles de corrientes parásitas. El grado nominal del acero no ha cambiado, pero sí lo ha hecho el circuito eléctrico interno del apilamiento. El corte y el punzonado introducen otra discrepancia entre el ensayo de la chapa y el comportamiento del núcleo. El cizallado deforma plásticamente el material cerca del borde, altera los dominios magnéticos locales y puede aumentar las pérdidas por histéresis y adicionales. El punzonado puede imponer una deformación más intensa alrededor de los orificios y de las secciones estrechas de los dientes. Una zona estrecha dañada puede tener una importancia desproporcionada cuando ocupa una gran fracción de un diente o cuando el flujo se concentra cerca del borde. El desbarbado, el uso de herramientas adecuadas, el recocido de alivio de tensiones cuando el estado de suministro y el revestimiento lo permiten, y el control cuidadoso de la holgura son medios para limitar esta penalización; ninguno modifica retroactivamente el resultado del grado normalizado. Las rebabas son un defecto tanto mecánico como eléctrico. Una rebaba puede reducir la separación efectiva entre chapas adyacentes, perforar o desplazar el aislamiento y formar un contacto conductor a través del apilamiento. También puede crear una protuberancia geométrica local que concentre las tensiones durante la sujeción. El resultado es una región con una densidad de flujo modificada y trayectorias adicionales para las corrientes circulantes. Las uniones requieren una atención específica. En una esquina de un transformador, el flujo debe transferirse de una columna o sección de yugo a otra. Incluso una unión escalonada bien diseñada añade reluctancia y genera un campo de dispersión local. Un ajuste deficiente, una separación excesiva, chapas desalineadas o una rebaba pueden concentrar el campo en solo unas pocas chapas. En ese caso, las pérdidas medidas en el núcleo completo pueden superar el valor estimado multiplicando por la masa la cifra de pérdidas de la chapa. La presión de sujeción es necesaria para mantener la geometría, pero una presión excesiva o desigual introduce tensiones elásticas y plásticas. Las tensiones modifican el movimiento de las paredes de dominio y pueden reducir la permeabilidad, especialmente cerca de orificios, esquinas, uniones y dientes estrechos. El mismo efecto aparece cuando las chapas se deforman durante el apilamiento o cuando una estructura restringe la dilatación térmica. El diseño del núcleo debe especificar la distribución de la presión, la planitud, el ajuste de las uniones, el estado del revestimiento y la calidad de los bordes, además de la designación del acero. La regla práctica es sencilla: seleccionar el material según la dirección magnética y la condición de ensayo, y después diseñar la ruta de fabricación de modo que esas propiedades sobrevivan al ensamblaje. Un resultado normalizado corresponde a una probeta definida. El núcleo de una máquina es una estructura magnética sometida a tensiones, aislada y provista de uniones. ## Un marco práctico para comparar calidades de acero eléctrico ### Comparar materiales equivalentes El término «acero eléctrico» describe varias clases de materiales, no un único producto intercambiable. Un acero no orientado totalmente procesado, un acero no orientado semiprocesado y un acero de grano orientado totalmente procesado pueden denominarse aceros eléctricos, aunque se utilicen en circuitos magnéticos diferentes y requieran comparaciones distintas. El acero eléctrico no orientado totalmente procesado se caracteriza una vez que el fabricante ha completado el proceso de tratamiento magnético. Sus propiedades están concebidas para ser relativamente similares en las distintas direcciones del plano, aunque nunca son perfectamente isotrópicas. ASTM A677 abarca esta clase, principalmente para dispositivos magnéticos de 50 y 60 Hz. Sus calidades se clasifican según la pérdida máxima en el núcleo, medida a 60 Hz y 1,5 T mediante el método de ensayo Epstein. Esta clasificación solo es útil cuando el diseño funciona aproximadamente con la misma frecuencia, inducción, método de ensayo de las probetas y condición de suministro. El acero no orientado semiprocesado constituye una comparación diferente. El comprador o fabricante puede realizar un recocido final después del punzonado, estampado o conformado, lo que permite que el material desarrolle el estado magnético especificado. ASTM A683 aborda los aceros no orientados semiprocesados, mientras que IEC 60404-8-3:2023 cubre las bandas y chapas no orientadas laminadas en frío suministradas en estado semiprocesado. La norma IEC incluye espesores nominales de 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 y 0,79 mm. Una chapa semiprocesada y una chapa totalmente procesada del mismo espesor nominal no son equivalentes simplemente porque ambas tengan una designación de pérdidas. El acero eléctrico de grano orientado pertenece, a su vez, a otra categoría. Su textura de Goss concentra la orientación cristalográfica favorable a lo largo de la dirección de laminación, por lo que resulta especialmente adecuado para circuitos magnéticos en los que el flujo sigue dicha dirección. ASTM A876 abarca los aceros de hierro y silicio de bajo contenido de carbono y grano orientado, con aproximadamente un 3,2 % de silicio, e incluye calidades convencionales, de alta permeabilidad y rayadas mediante láser. IEC 60404-8-7:2017 cubre las chapas de grano orientado totalmente procesadas con espesores nominales de 0,23, 0,27, 0,30 y 0,35 mm. Estos productos más delgados pueden presentar menores pérdidas por corrientes parásitas que una chapa no orientada más gruesa, pero eso no los convierte en sustitutos directos en una máquina rotativa con un flujo transversal o giratorio considerable. Una comparación con condiciones coincidentes es más significativa que una clasificación por nombre del grado. | Campo de comparación | Por qué es importante | |---|---| | Clase de material | Determina la direccionalidad y el circuito magnético previsto. | | Estado de suministro | Determina si se espera un tratamiento térmico adicional por parte del usuario. | | Espesor nominal | Influye en las trayectorias de las corrientes parásitas clásicas. | | Textura y dirección | Controlan la permeabilidad direccional y la pérdida. | | Frecuencia e inducción | Definen la condición magnética de funcionamiento o de ensayo. | | Método de la probeta | Define la geometría y la trayectoria magnética. | | Recubrimiento y ensamblaje | Controlan las trayectorias de las corrientes entre chapas en el núcleo acabado. | Por tanto, la primera pregunta de la comparación no es «¿Qué calidad tiene el valor más bajo?», sino «¿Pertenecen estos materiales a la misma clase, se suministran en el mismo estado y están destinados a la misma aplicación magnética?». ### Lista de comprobación de propiedades basada en normas Una comparación útil registra cada propiedad junto con sus condiciones de medición. Comience por la norma y la designación de la calidad y, a continuación, indique si el material está totalmente procesado o semiprocesado. El estado de procesamiento afecta a la permeabilidad, la histéresis, la respuesta al punzonado, las tensiones residuales y el resultado obtenido después de cualquier recocido final requerido. Registre por separado el espesor nominal y el espesor medido. El espesor afecta a la pérdida clásica por corrientes parásitas, ya que el flujo alterno induce corrientes circulantes dentro de la chapa; al reducir el espesor de la laminación, se acorta su recorrido y aumenta la resistencia eléctrica a través de los bucles de corriente pertinentes. Sin embargo, el espesor por sí solo no determina la pérdida total en el núcleo. El estudio del KIT publicado en 2017 separa la pérdida en el núcleo de un transformador en contribuciones de histéresis, corrientes parásitas clásicas y pérdidas adicionales. El movimiento de las paredes de dominio produce pérdidas por histéresis, mientras que la variación del flujo induce corrientes parásitas; las pérdidas adicionales reflejan otros procesos dinámicos de los dominios. Una comparación de espesores que ignore las otras dos contribuciones puede identificar erróneamente el mecanismo determinante. La frecuencia de ensayo y la inducción deben figurar junto a cada valor de pérdidas. ASTM A677 utiliza 60 Hz y 1,5 T como base de su clasificación. Las calidades de grano orientado requieren especial atención: la práctica de ASTM distingue las calidades convencionales, designadas para ensayos a 1,5 T, de otras calidades designadas para ensayos a 1,7 T. Un valor medido a 1,5 T no puede compararse directamente con otro medido a 1,7 T sin tener en cuenta que corresponden a puntos diferentes de la curva de magnetización. La frecuencia también modifica el equilibrio entre las pérdidas por histéresis, corrientes parásitas y pérdidas adicionales. Indique el método empleado para las probetas. El ensayo Epstein promedia el comportamiento magnético de un conjunto definido de tiras, mientras que ASTM A804/A804M está destinado principalmente a mediciones unidireccionales en corriente alterna sobre acero eléctrico de grano orientado, aplanado térmicamente, utilizado como material para laminaciones de núcleos de transformadores. Los resultados de ASTM A804/A804M son comparables con los del método Epstein de 25 cm, pero ambos métodos no son denominaciones intercambiables. La dirección de medición es igualmente importante. En el caso del acero no orientado, indique la dirección o el procedimiento de promediado. En el caso del acero de grano orientado, especifique la dirección de laminación, la dirección transversal o el ángulo entre el flujo y la dirección de laminación. Un resultado de grano orientado medido en paralelo a la dirección de laminación dice poco sobre un circuito dominado por el flujo transversal. La lista de comprobación también debe incluir la permeabilidad, no solo las pérdidas. Una permeabilidad elevada puede reducir la corriente magnetizante y las tensiones locales de flujo, incluso cuando el valor comunicado de pérdidas en el núcleo sea similar. La orientación de los granos puede aumentar la permeabilidad en una dirección y, al mismo tiempo, incrementar la anisotropía, lo que dificulta la gestión de las uniones en esquina, el flujo desviado y las componentes transversales. El rayado mediante láser puede modificar la estructura de los dominios y reducir las pérdidas en una condición de ensayo especificada, pero no elimina el comportamiento direccional. Por último, registre la clasificación del revestimiento aislante y el estado de la superficie después de la fabricación. ASTM A976 proporciona el marco de clasificación para los revestimientos aislantes del acero eléctrico. El espesor del revestimiento, la resistencia interlaminar, la punzonabilidad, la soldabilidad y el alivio de tensiones después del corte afectan al núcleo ensamblado. Un revestimiento que aumente la resistencia interlaminar puede reducir las corrientes circulantes entre las laminaciones, mientras que un revestimiento excesivo o unas interfaces dañadas pueden modificar el factor de apilamiento y el comportamiento de las uniones. ### Cuándo una pérdida nominal inferior no constituye la respuesta completa del diseño Una pérdida inferior en el catálogo puede llevar a una selección incorrecta cuando se obtiene con una inducción, frecuencia, dirección o método de ensayo de las probetas diferentes. El error es especialmente grave al comparar materiales de grano orientado y no orientado. El acero de grano orientado puede proporcionar pérdidas muy bajas y una permeabilidad elevada en la dirección de laminación, pero el estátor de un motor experimenta un flujo giratorio y una unión de transformador contiene desviaciones locales del flujo. El acero no orientado sacrifica el rendimiento direccional máximo a cambio de un comportamiento más uniforme en el plano, lo que suele simplificar el circuito magnético y el proceso de fabricación. La fabricabilidad también modifica el resultado. El punzonado introduce daños en los bordes y tensiones residuales, que pueden aumentar las pérdidas por histéresis y reducir la permeabilidad. El material semiprocesado puede recuperar sus propiedades magnéticas durante un recocido final controlado, pero esa etapa impone restricciones relativas a la atmósfera, la temperatura, la limpieza, los dispositivos de sujeción y las dimensiones. El material totalmente procesado evita esa operación concreta, aunque sigue siendo sensible a las tensiones de corte, la sujeción, el doblado y la presión en las uniones. El contenido de silicio y aluminio contribuye a una mayor resistividad eléctrica y puede reducir las pérdidas por corrientes parásitas, pero la composición no constituye una clasificación universal de las calidades. La textura, el tamaño de grano, el control de los precipitados, el historial de recocido, el revestimiento y el estado tensional pueden tener más importancia que una simple comparación del contenido de silicio. Las laminaciones delgadas, los revestimientos aislantes, el aumento del contenido de silicio y aluminio y la orientación de los granos son mecanismos de control de pérdidas, no indicadores intercambiables de la idoneidad magnética general. Un marco de comparación reutilizable es el siguiente: **clase de material; estado de suministro y procesamiento; espesor nominal; textura y anisotropía; permeabilidad y pérdidas indicadas; inducción de ensayo; frecuencia; método de ensayo de las probetas; dirección magnética; clasificación del revestimiento y resistencia interlaminar; estado de fabricación y tensiones; y circuito magnético previsto.** Solo después de que estos campos coincidan, o de que sus diferencias hayan sido modelizadas, deberá juzgarse una calidad frente a otra. La comparación correcta debe ajustarse a las condiciones, no limitarse a comparar las etiquetas. ## Referencias 1. \[1\] ASTM International. [ASTM A677-07: Standard Specification for Nonoriented Electrical Steel](https://store.astm.org/a0677-07.html). ASTM International standard, 2007. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo#wiki-cite-ref-1) https://store.astm.org/a0677-07.html 2. \[2\] ASTM International. [ASTM A876-17: Standard Specification for Flat-Rolled, Grain-Oriented, Silicon-Iron, Electrical Steel](https://store.astm.org/a0876-17r26.html). ASTM International standard, 2017. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo#wiki-cite-ref-2) https://store.astm.org/a0876-17r26.html 3. \[3\] International Electrotechnical Commission. [IEC 60404-8-7:2017](https://webstore.iec.ch/en/publication/32891). IEC standard, 2017. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo#wiki-cite-ref-3) https://webstore.iec.ch/en/publication/32891 4. \[4\] International Electrotechnical Commission. [IEC 60404-8-3:2023](https://webstore.iec.ch/en/publication/68450). IEC standard, 2023. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo#wiki-cite-ref-4) https://webstore.iec.ch/en/publication/68450 5. \[5\] ASTM International. [ASTM A804/A804M-04(2021): Standard Test Method for Alternating-Current Magnetic Properties of Thermally Treated Grain-Oriented Electrical Steel](https://store.astm.org/a0804_a0804m-04r21.html). ASTM International standard, 2021. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo#wiki-cite-ref-5) https://store.astm.org/a0804\_a0804m-04r21.html 6. \[6\] Karlsruhe Institute of Technology. [Transformer-core loss separation study](https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000066142/4047647). Karlsruhe Institute of Technology publication, 2017. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-el%C3%A9ctricos-grados-propiedades-magn%C3%A9ticas-y-control-de-las-p%C3%A9rdidas-en-el-n%C3%BAcleo#wiki-cite-ref-6) https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000066142/4047647 **El acero eléctrico de un vistazo** Formas principales del material Chapa y fleje Principales clases de producto No orientado completamente procesado, no orientado semiprocesado, orientado según el grano completamente procesado Factores principales de aplicación Clase, textura, procesamiento, inducción, frecuencia, espesor, aislamiento y esfuerzo Mecanismos de pérdida en el núcleo Histéresis, corrientes parásitas clásicas y pérdidas adicionales [Volver a Familias de aceros](/es/wiki/familias-de-aceros "Familias de aceros — Steel Wiki")