ASTM E290: Ensayo de doblez para evaluar la ductilidad (guided, semiguiado y free‑bend)

ASTM E290 establece métodos estandarizados para evaluar la ductilidad de un material mediante ensayos de doblez. El objetivo es observar cómo responde la pieza cuando se curva bajo condiciones controladas y determinar si la superficie sometida a tracción presenta fisuras visibles o desgarros. El estándar organiza la familia de pruebas en configuraciones guiadas, semiguiadas y libres, de modo que el laboratorio pueda ajustar la severidad del doblez con utillajes y geometrías definidos para obtener comparaciones consistentes entre materiales, lotes o procesos.

En el ensayo guiado, el doblez se controla mediante dispositivos como punzón, mandril y dados o soportes; en el semiguiado, la probeta se curva en contacto con un mandril hasta un ángulo o radio interior previamente especificado; en el doblez libre, la fuerza se aplica en los extremos sin apoyo directo en la zona de curvatura. Todas estas variantes persiguen el mismo fin: provocar una deformación por flexión suficientemente severa para revelar la tendencia del material a agrietarse en la cara traccionada.

El estándar delimita claramente sus condiciones de uso. Las unidades de referencia son las del Sistema Internacional; los valores en otros sistemas se consideran informativos. También advierte que la seguridad y el cumplimiento normativo son responsabilidad del usuario, por lo que antes de aplicar cualquier método deben identificarse y controlarse los riesgos de la prueba. Esta sección de alcance no es una “receta” operativa: define qué cubre la norma y bajo qué supuestos, mientras que los detalles de preparación de probetas, elección de utillaje, procedimiento y reporte se desarrollan en apartados posteriores.

Antes de entrar a los procedimientos conviene alinear el vocabulario. ASTM E290 utiliza un conjunto de términos que describen tres familias de doblez y la geometría que las gobierna. Ese lenguaje común permite comparar materiales y lotes sin confundir montaje con resultado.

Familia de métodos
En doblez guiado, la probeta se curva con utillaje que controla la trayectoria: un punzón o mandril actúa contra un dado o soportes, de modo que el radio interior y el ángulo no quedan al azar. Dentro de esta familia se usan configuraciones como U‑bend (la pieza toma forma de “U”) y V‑bend (se apoya en un dado en “V”); también existe la variante sin dado (no‑die), donde el punzón deforma la pieza sin un dado inferior, manteniendo el control del radio por la propia interacción del conjunto.

El doblez semiguiado ofrece apoyo parcial: la pieza se hace girar alrededor de un mandril o elemento de guía, pero no se encierra por completo entre punzón y dado. La norma distingue dos arreglos (A y B) para acomodar espesores y rigideces distintas sin forzar a todos los materiales a la misma cinemática.

En doblez libre, la fuerza se aplica en los extremos sin apoyo directo en la zona donde se forma la curva. Esto simula situaciones de taller donde el material se “lleva” hasta un ángulo objetivo sin utillaje que imponga el radio. Existen dos tipos: uno en el que el cierre se obtiene por la propia aplicación de carga y otro que aprovecha autofricción para estabilizar el ángulo.

Geometría esencial: r, t y r/t
El radio interior (r) es la curvatura que queda del lado comprimido; el espesor (t) es el de la probeta en la zona de doblez. La relación r/t expresa la severidad: radios más pequeños respecto al espesor exigen más deformación plástica en la cara traccionada y, por tanto, incrementan la probabilidad de fisuras visibles. No es un capricho semántico, es el puente entre el montaje y lo que realmente sufre el material.

Caras del doblez y eje
Durante la flexión, la superficie exterior trabaja a tracción y la interior a compresión; entre ambas se ubica un eje aproximadamente neutro donde la deformación cambia de signo. Cuando se habla de “inspección posterior al doblez”, el foco está en la cara traccionada, porque ahí aparecen las grietas primero.

Orientación del espécimen
Los productos trabajados (laminados, extruidos, trefilados) tienen una dirección de procesamiento. Ensayar en longitudinal o en transversal respecto a esa dirección puede producir respuestas diferentes. Indicar la orientación no es un detalle editorial: es información imprescindible para interpretar el resultado y repetirlo en otro laboratorio.

Operaciones complementarias
Algunas piezas requieren bend‑and‑flatten, un aplanado de extremos después del doblez para exponer mejor la zona crítica o preparar una inspección adicional. No altera el principio del método: solo facilita ver lo que ya ocurrió durante la curvatura.

Utillajes y elementos
En el lenguaje de E290 aparecen punzón/mandril, dado/soportes y rodillos. Cada elemento tiene una función: aplicar carga, definir el recorrido, sostener la pieza sin marcar indebidamente la cara en tensión. La combinación elegida encaja con la familia de ensayo y con la severidad buscada.

Especímenes y bordes
Aunque la geometría exacta se define en otra sección, hay dos ideas que atraviesan la terminología: bordes sin rebabas (para no provocar grietas artificiales) e identificación clara de la pieza (incluida la orientación). Sin esos mínimos, “comparar” se vuelve una lotería.

El valor de ASTM E290 está en dar un marco común para juzgar la ductilidad por doblez de un material sin convertir la prueba en una lotería de talleres. Al estandarizar las configuraciones de ensayo —guiada, semiguiada y libre— se puede ajustar la severidad de la curvatura con utillajes definidos y comparar, con lenguaje común, materiales, lotes o condiciones de proceso. El resultado no es una cifra mágica que describa todo el material, sino una evidencia práctica de su capacidad para soportar una curvatura sin que aparezcan fisuras en la cara traccionada.

El método conversa bien con la realidad de planta. Reconoce variables que en producción mandan: la orientación del espécimen respecto a la dirección de procesamiento, la relación entre radio interior y espesor (r/t) que determina cuánta deformación plástica se exige, y la ubicación de la fuerza durante el doblez. Al controlar estas piezas del rompecabezas, el laboratorio puede reproducir de forma razonable las condiciones que generan microgrietas, desgarros o marcas de borde, y traducir los hallazgos en decisiones: aceptar un lote, ajustar un radio de herramental, cambiar la dirección de corte o mejorar el acabado del borde.

Otro beneficio es la trazabilidad documental. El estándar pide identificar con claridad el montaje empleado y la orientación del espécimen, y registrar las observaciones de la superficie tras el doblez de manera que un tercero pueda seguir la pista. Esa disciplina permite sostener comparaciones entre laboratorios y, sobre todo, entre lotes en el tiempo: cuando el proceso cambia, también lo hace la respuesta al doblez, y aquí queda constancia de cómo, con qué utillaje y en qué dirección se probó.

Como toda herramienta, tiene límites. No pretende entregar propiedades fundamentales del material (por ejemplo, módulo elástico), y la variedad de materiales y montajes hace que la “precisión y sesgo” universales sean difíciles de declarar. La lectura correcta del ensayo, por tanto, pasa por mantener constantes las variables que importan y por usar el resultado como lo que es: un indicador comparativo de ductilidad bajo una configuración de doblez bien descrita.

El ensayo de doblez según ASTM E290 es un filtro práctico para cualquier operación donde una lámina, fleje, tubo o perfil metálico tenga que curvarse sin abrir grietas en la cara traccionada. Sirve para separar suposiciones de evidencia y tomar decisiones con base en piezas dobladas de manera controlada, comparables entre plantas y a lo largo del tiempo.

En automoción, ayuda a decidir radios de herramental y direcciones de corte en piezas estampadas —refuerzos, soportes, bisagras, anclajes— donde un microdefecto de borde puede convertirse en una fisura tras el doblado. Permite comparar lotes, tratamientos o proveedores antes de que un cambio de proceso se traduzca en retrabajos o rechazos.

En aeroespacial, donde paredes delgadas y aleaciones críticas trabajan cerca del límite, el doblez estandarizado ofrece una lectura temprana de la tolerancia del material a curvaturas severas en operaciones de formado, doblado en banco o ajuste en línea. Al documentar orientación y montaje, el laboratorio aporta datos repetibles para ingeniería y calidad.

En energía y equipos industriales —calderería, intercambiadores, soportes de turbinas, estructuras para eólica o solar— el método encaja con inspecciones de recepción y control de procesos de curvado, desde perfiles estructurales hasta tubos conformados. El registro disciplinado del montaje y de la condición de la superficie tras el doblez acelera la resolución de no conformidades.

En construcción metálica y metalmecánica general, resulta útil para barandales, cerramientos, gabinetes, racks y perfiles hechos a medida. La lectura del doblez bajo una configuración conocida reduce discusiones entre taller y cliente: el informe deja claro con qué utillaje, en qué dirección y bajo qué severidad se obtuvo el resultado.

También aporta valor en electrodomésticos y electrónica (chasis, carcasas y bandejas), en ferroviario y naval (panelería y refuerzos), y en MRO/posventa para diagnóstico de fallas por cambios de proveedor o de proceso. En todos los casos, el beneficio es el mismo: una forma común de hablar de ductilidad por doblez que guía decisiones de aceptación, ajuste de parámetros o mejora del proceso.

ASTM E290 está pensado para productos metálicos trabajados —lámina, placa, fleje, barra y perfiles— cuya fabricación exige curvar sin que aparezcan fisuras en la cara traccionada. No impone una aleación específica: cada familia de productos trae su propia especificación de material y ahí se fijan condiciones de aceptación. La norma aporta el “idioma común” del doblez para comparar ductilidad entre lotes o proveedores y para tomar decisiones de proceso con evidencia en la mano.

El muestreo se rige por la especificación del producto o el acuerdo entre partes. Esa ruta garantiza representatividad: no es lo mismo evaluar una tira cortada a favor de la dirección de laminación que una orientada en transversal. En la hoja de ruta del ensayo, esa orientación debe quedar marcada desde el inicio para que, si otro laboratorio repite la prueba, reproduzca la misma condición.

Los especímenes suelen prepararse en forma rectangular y con superficies y bordes limpios. La razón no es estética, es mecánica: una rebaba o un corte áspero actúan como iniciadores de grieta y falsean la lectura de ductilidad. La identificación de cada probeta —incluida su orientación— se hace fuera de la zona de doblez, evitando marcas que dañen la cara a tracción; cuanto menos “intervengas” la muestra, más confiable será lo que te cuente al curvarla.

La elección del montaje nace del propio material. Para piezas rígidas o más gruesas conviene un doblez guiado (U o V) que controle radio y ángulo con punzón/mandril y dado/soportes. Si buscas apoyo parcial en materiales delgados o de rigidez intermedia, el semiguiado ofrece arreglos A/B para adaptar la cinemática sin forzar a todos por el mismo embudo. Cuando el proceso real se parece más a “llevar” la pieza con carga en los extremos, el doblez libre reproduce esa condición sin apoyo en la zona de curvatura. En ciertos casos, tras el doblez se recurre a un bend‑and‑flatten para aplanar extremos y exponer mejor la región crítica durante la inspección; no cambia lo que ocurrió, solo te lo deja ver con lupa.

En resumen: la norma no trata de “forzar” a tu material a un molde único, sino de darte configuraciones coherentes con su forma y espesor, y de asegurarse de que la muestra que ensayas —y describes en el informe— sea exactamente la que otro podrá replicar.

El ensayo de doblez según ASTM E290 aporta una ventaja decisiva: convierte la ductilidad en una evidencia observable bajo una configuración controlada. Al trabajar con familias bien definidas —guiado, semiguiado y libre— el laboratorio puede modular la severidad del doblez mediante utillajes y geometrías conocidas, y así comparar materiales, lotes o cambios de proceso con un lenguaje común. El foco en la inspección de la cara traccionada después del doblez permite detectar microgrietas, desgarros o marcas de borde que, en planta, se traducen en reprocesos o rechazos. Esta lectura es especialmente útil cuando hay que decidir radios de herramental, direcciones de corte o validar ajustes de proceso sin esperar a fallas en servicio.

Otra fortaleza es la trazabilidad. El método exige identificar la orientación del espécimen respecto a la dirección de procesamiento y documentar el montaje: con esos dos datos, otro laboratorio puede repetir la condición y obtener una confirmación independiente. Esa disciplina documental acelera la resolución de no conformidades y sostiene comparaciones a lo largo del tiempo, incluso cuando cambian proveedores o tratamientos.

El valor práctico también proviene de su flexibilidad de montaje. Las variantes U‑bend y V‑bend del doblez guiado permiten controlar radio y ángulo con precisión cuando la pieza es más rígida o gruesa; los arreglos A/B de semiguiado acomodan materiales delgados sin obligarlos a la misma cinemática; y el doblez libre reproduce escenarios de taller donde la curvatura no se impone por un dado, sino por la propia aplicación de la carga. Si es necesario examinar mejor la zona crítica, puede añadirse un bend‑and‑flatten para aplanar extremos y facilitar la inspección posterior.

Con todo, hay limitaciones que conviene reconocer. El ensayo no entrega propiedades fundamentales (como módulo o límite elástico) y su comparabilidad depende de que se mantengan constantes variables sensibles: orientación de la muestra, relación r/t (radio interior/espesor), ubicación de la fuerza y condición de los bordes. Un borde con rebaba o un marcado sobre la zona de doblez pueden inducir grietas y falsear la lectura. Además, la diversidad de materiales y montajes dificulta establecer una “precisión y sesgo” universales; por eso se recomienda usar el resultado como indicador comparativo dentro de una configuración bien descrita y con criterios de aceptación definidos en la especificación de producto.

En síntesis: E290 brilla cuando se busca una herramienta estandarizada para comparar ductilidad por doblez, con capacidad de ajustar severidad y documentar condiciones; no sustituye a ensayos mecánicos que caracterizan propiedades intrínsecas, ni excusa un control pobre de preparación de muestras.

Muchos tropiezos en el ensayo de doblez no vienen del material, sino de cómo se prepara y monta la probeta. El primero suele estar en el borde: cortar a favor de la producción y no limpiar rebabas deja un iniciador de grieta listo para arruinar la lectura. El segundo es el marcado: grabar o punzonar justo en la zona donde se curvará induce muescas que luego “confirman” una fragilidad inexistente. La solución es simple y disciplinada: bordes limpios, superficies sin daños y identificación fuera de la zona de doblez.

El siguiente clásico es olvidar la orientación. Un laminado puede comportarse distinto en longitudinal y en transversal; si no lo registras ni lo mantienes constante, comparas peras con manzanas. Igualmente frecuente es elegir mal el montaje: forzar un material rígido en un libre cuando requería un guiado (U o V), o usar el arreglo semiguiado incorrecto (A/B) para el espesor. Cambia la severidad de la prueba y cambian las conclusiones. En la misma línea, aplicar la fuerza fuera de la línea de doblez o desalinear el espécimen provoca torsiones que imitan grietas; no es el metal, es la geometría del banco.

La interacción con el utillaje también engaña. Mordazas o soportes que “muerden” la cara traccionada dejan marcas que luego se leen como fisuras; rodillos, pines o dados demasiado estrechos concentran esfuerzos donde no corresponde. A veces el problema es sutil: convertir sin querer un libre en semiguiado por apoyar la zona de curvatura, o viceversa, quitando un apoyo que hacía el doblez repetible. Cuando la inspección posterior no deja ver bien la región crítica, faltó el bend‑and‑flatten para aplanar extremos y exponer el daño real.

Por último, el reporte: si no documentas montaje, orientación, relación r/t (radio interior/espesor) y observaciones de la cara traccionada, el resultado pierde valor de comparación. Y un recordatorio vital: este ensayo no otorga propiedades fundamentales del material; es un indicador comparativo de ductilidad bajo una configuración descrita con precisión. Con esos límites claros, lo que el doblez cuenta es fiable y útil.

Un buen informe de E290 no se limita a decir “pasó” o “no pasó”. Describe con precisión cómo se dobló la probeta y qué se observó, de modo que cualquier tercero pueda repetir la condición y llegar a la misma conclusión. El corazón del resultado es una lectura de superficie: presencia o ausencia de fisuras en la cara traccionada después del doblez, con notas sobre su ubicación (borde o interior), su orientación (paralela o perpendicular al eje de doblez) y su extensión visible. Esa inspección se apoya en fotografías nítidas y, cuando hace falta exponer mejor la zona crítica, en un aplanado posterior de extremos (bend‑and‑flatten).

El informe debe identificar sin ambigüedad el montaje empleado. Para doblez guiado, se especifica si fue U o V y se documentan los elementos de utillaje relevantes (por ejemplo, radio del punzón/mandril y geometría del dado o soportes). En semiguiado, se indica el arreglo A o B y el elemento alrededor del cual se curvó; en doblez libre, se describe cómo se aplicó la carga en los extremos y la configuración tipo utilizada. Si se usó un paso complementario como bend‑and‑flatten, también se registra. En todos los casos, se anotan parámetros geométricos trazables (radio interior objetivo, relación r/t o ángulo final según aplique) y cualquier detalle del apoyo que influya en la severidad.

La orientación de la probeta es parte del resultado, no un detalle administrativo. El informe dice expresamente si la pieza se ensayó en longitudinal o en transversal respecto a la dirección de procesamiento, y conserva esa relación en el etiquetado de la muestra. Se incluye la identificación del material (aleación/estado, forma y espesor), el origen del lote y el método de preparación de los bordes, dejando constancia de que se eliminaron rebabas y de que el marcado no interfirió con la zona de doblez.

El documento cierra con una síntesis de decisión acorde a la especificación de producto: bajo la configuración declarada, el material tolera el doblez (sin fisuras visibles en la cara traccionada) o no lo tolera (aparecen grietas que superan lo admisible). No se extrapolan propiedades fundamentales ni se promete un desempeño universal: el resultado tiene alcance comparativo, válido para la configuración descrita y útil para aceptación de lotes, ajuste de parámetros de fabricación o análisis de no conformidades.

Para facilitar auditorías y comparaciones interlaboratorio, conviene estructurar el reporte con campos fijos: identificación del material y del lote; forma y espesor (t); orientación; método y montaje (guiado U/V, semiguiado A/B, libre tipo 1/2); parámetros geométricos reportados (por ejemplo, radio interior o r/t); notas de inspección de la cara traccionada; evidencia fotográfica; observaciones sobre el borde/estado superficial; uso de bend‑and‑flatten si aplicó; fecha, equipo y responsable del ensayo. Esa disciplina convierte un doblez en un dato que se puede defender.

¿Qué “mide” realmente E290?
Entrega una lectura práctica de ductilidad bajo una configuración de doblez bien descrita. El resultado se interpreta por la condición de la cara traccionada después de curvar la pieza y por los parámetros geométricos declarados en el informe.

¿Cuál es la diferencia entre doblez guiado, semiguiado y libre?
En el guiado, el utillaje (punzón/mandril y dado/soportes) controla radio y ángulo; en semiguiado, hay apoyo parcial con arreglos que se adaptan al espesor y la rigidez; en libre, la curvatura se obtiene aplicando carga en los extremos sin apoyo directo en la zona de curvatura.

¿Cómo elijo el montaje adecuado?
Parte del comportamiento del material y de la realidad de proceso: piezas más rígidas o gruesas suelen requerir guiado (U o V) para controlar severidad; materiales delgados o intermedios pueden ir a semiguiado (A/B); si tu operación de planta se parece a “llevar” el doblez sin dado, el libre reproduce mejor ese escenario.

¿Qué es r/t y por qué importa?
Es la relación entre el radio interior de doblez (r) y el espesor (t). Radios pequeños respecto al espesor imponen más deformación plástica en la cara traccionada; mayor severidad, mayor probabilidad de fisuras observables.

¿La orientación de la probeta cambia el resultado?
Sí. Doblado longitudinal o transversal respecto a la dirección de procesamiento puede dar lecturas distintas. Por eso se identifica y se mantiene constante cuando se comparan lotes o procesos.

¿Qué debe incluir el informe?
Identificación del material y del lote; forma y espesor; orientación; familia y montaje (guiado U/V, semiguiado A/B, libre tipo 1/2); parámetros geométricos declarados (p. ej., radio interior o r/t); observaciones de la cara traccionada; evidencia fotográfica; notas sobre el borde/estado superficial; uso de bend‑and‑flatten si aplicó; fecha, equipo y responsable.

¿Cuándo conviene el bend‑and‑flatten?
Cuando necesitas aplanar extremos para exponer mejor la región crítica tras el doblez y documentar con claridad la presencia/ausencia de fisuras.

¿Qué errores invalidan comparaciones entre lotes?
Bordes con rebaba o cortes ásperos, marcado en la zona de doblez, cambio de orientación entre series, desalineación o ubicación incorrecta de la fuerza, y describir mal el montaje en el reporte.

¿Sirve para todos los metales?
Aplica a productos metálicos trabajados (lámina, placa, fleje, barra, perfiles). La especificación de producto define criterios de aceptación; E290 aporta el método para compararlos con disciplina.

¿Da propiedades como límite elástico o módulo?
No. Es un indicador comparativo bajo una configuración de doblez; no sustituye ensayos mecánicos que entregan propiedades fundamentales.