ASTM D412 e ISO 37: ensayo de tracción de caucho, probetas de ensayo, velocidad y cálculos

ASTM D412 e ISO 37 son las normas del ensayo de tracción (prueba de tensión) de caucho (hule) vulcanizado y de elastómero termoplástico: una probeta en forma de halterio o de anillo se estira a 500 mm/min hasta romperse, y se registran la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura (elongación) y el esfuerzo a alargamientos dados, como 100 % y 300 %. Las ediciones vigentes son ASTM D412-16, reaprobada en 2021, e ISO 37:2024, séptima edición. Ambas calculan todo esfuerzo con el área original de la probeta, S = F / A₀, y todo alargamiento sobre la distancia inicial entre dos marcas, E = 100 × (L − L₀) / L₀. El "módulo al 300 %" que aparece en las fichas técnicas de caucho es uno de esos esfuerzos, y no el módulo de elasticidad.

En resumen:

• Probeta estándar: el halterio Die C de la D412 (tramo angosto de 6 mm, marcas a 25 mm) y el tipo 1 de la ISO 37 (6.2 mm, longitud de referencia de 25 mm), cortados con troquel (suaje) de una lámina de unos 2 mm.
• Velocidad: 500 ± 50 mm/min en la D412; en la ISO 37, 500 mm/min en las probetas mayores y 200 o 100 mm/min en las miniatura.
• Máquina: la D412 pide medición de fuerza con error de hasta ±2 % y al menos 750 mm de separación de las mordazas a velocidad uniforme; la ISO 37:2024 pide fuerza de clase 1 según la ISO 5893.
• No son la misma norma: las probetas, las longitudes de referencia y los requisitos de la máquina difieren, y el resultado de una no sustituye al de la otra.

Ambas normas son de pago y las venden ASTM e ISO. Esta guía las explica con palabras propias, para el laboratorio que las va a aplicar y para quien va a comprar el equipo, con los requisitos numéricos esenciales y la fuente de cada uno.

Qué son ASTM D412 e ISO 37 y qué ediciones están vigentes

El ensayo de tracción aplica a la probeta una fuerza axial creciente, a velocidad controlada, y registra la fuerza y el alargamiento hasta la rotura. En metales y plásticos, el interés está en el tramo inicial de la curva, donde el material es rígido, y en la fluencia. En el caucho el comportamiento es otro: se estira varias veces su propia longitud con esfuerzos de pocos megapascales y regresa casi por completo a su tamaño original cuando se retira la fuerza. Por eso las normas de caucho usan probetas cortas, velocidades altas y resultados leídos en alargamientos de cientos por ciento. El ensayo aparece en la recepción de compuestos, en la liberación de lotes de sellos, mangueras, bandas, suelas, guantes y llantas, y en las especificaciones de material.

La ASTM D412, Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers, Tension, cubre el caucho termofijo vulcanizado, es decir, curado con enlaces cruzados entre las cadenas, y el elastómero termoplástico (TPE), que se comporta como caucho a temperatura ambiente pero puede volver a fundirse. La norma no se aplica a la ebonita ni a materiales duros de bajo alargamiento. Incluye dos métodos: el método A, con probeta en halterio o recta, y el método B, con anillo cortado. La propia norma advierte que los dos no dan resultados idénticos. En la tienda de ASTM, consultada el 01/10/2026, la edición vigente es la D412-16, reaprobada en 2021 sin cambio técnico, y no hay edición más reciente. Las páginas que todavía citan la D412-06 o la D412-06a muestran ediciones sustituidas.

La ISO 37, Rubber, vulcanized or thermoplastic: Determination of tensile stress-strain properties, mide las mismas magnitudes y agrega el alargamiento a un esfuerzo dado. La fluencia, que solo aparece en algunos elastómeros termoplásticos y compuestos, la calculan ambas normas. La edición vigente es la ISO 37:2024, séptima edición, publicada en mayo de 2024, según la página de ISO consultada el 01/10/2026. Sustituyó a la ISO 37:2017, que el buscador todavía muestra en primer plano. Los cambios informados por ISO son un programa de calibración del equipo en un anexo y correcciones de designaciones y símbolos.

Una nota sobre las fuentes de esta guía: los requisitos de la ASTM D412 se verificaron en el texto completo de la edición de 1998 (D412-98a), y se indican los que pudieron cambiar hasta la D412-16. Los requisitos de la ISO 37 citados aquí provienen de la página oficial de ISO y de fuentes secundarias, no del texto completo de la norma; antes de usar un valor de la ISO 37 en una auditoría o un contrato, verifíquelo en la edición de 2024.

En Brasil existe la ABNT NBR ISO 37:2014, adopción brasileña de una edición de la ISO 37 anterior a la de 2017. En el catálogo de ABNT (el organismo brasileño de normalización) distribuido por Target, el campo "Situação" de la ficha muestra la norma como vigente al 01/10/2026. El aviso de "norma cancelada" que aparece en la misma página es genérico del sitio y no se refiere a la ficha. Como la adopción brasileña sigue un texto internacional más antiguo, el contrato o la especificación del material debe indicar qué norma y qué edición ejecuta el laboratorio.

En especificaciones de origen europeo aparece también la DIN 53504, norma alemana del mismo ensayo, con probetas propias, como la S2. No sustituye a la D412 ni a la ISO 37: el informe sigue la norma que cita el contrato. La numeración parecida también confunde en el buscador: la ISO 37001, de sistemas de gestión antisoborno, y la ISO 37000, de gobernanza de organizaciones, no tienen relación con el caucho.

Probetas de ensayo: halterio, probeta recta y anillo

La probeta más usada en ambas normas es el halterio (en inglés, dumbbell o dogbone; en México también "hueso de perro"): dos cabezas anchas, que van en las mordazas, unidas mediante curvas de transición a un tramo angosto y recto, donde el esfuerzo es mayor y debe ocurrir la rotura. En el tramo angosto se trazan dos marcas sin estirar el caucho; la distancia entre ellas es la longitud de referencia, L₀, sobre la cual se calcula el alargamiento. El halterio se corta de una lámina vulcanizada con un troquel de corte (suaje), una cuchilla con el contorno del halterio, de un solo golpe. El ancho del tramo angosto es la distancia entre los filos del troquel, y no se mide en la probeta.

En la foto, un halterio de caucho estirado entre las mordazas durante el ensayo, con las dos marcas que delimitan la longitud de referencia; en la mesa, halterios aún sin ensayar y un anillo, los dos formatos de probeta que admite la norma.

Los troqueles de corte de la ASTM D412

La D412 define seis troqueles, de la A a la F, en unidades métricas. El Die C es el estándar: tramo angosto de 6 mm de ancho y 33 mm de longitud, con las marcas a 25 mm. Los troqueles A, B, E y F tienen un tramo angosto más largo y marcas a 50 mm; el D, un tramo de solo 3 mm de ancho para cuando hay poco material. La tabla resume las cotas principales, en milímetros:

Troquel	Tramo angosto (ancho × longitud)	Longitud total mín. / cabezas	Distancia entre marcas
A	12 × 59	140 / 25	50.0 ± 0.5
B	6 × 59	140 / 25	50.0 ± 0.5
C (estándar)	6 × 33	115 / 25	25.00 ± 0.25
D	3 × 33	100 / 16	25.00 ± 0.25
E	3 × 59	125 / 16	50.0 ± 0.5
F	6 × 59	125 / 16	50.0 ± 0.5

El dibujo siguiente muestra el Die C con las cotas del troquel en la edición de 1998 de la norma: además del ancho y del tramo angosto, los dos radios de transición, de 14 mm junto al tramo angosto y de 25 mm junto a la cabeza, y las cabezas de 25 mm. Observe que la tolerancia del ancho es solo positiva, de 6.00 a 6.05 mm, porque es el troquel el que define el ancho de la probeta.

El espesor de la probeta está entre 1.3 y 3.3 mm, y es de 2.0 ± 0.2 mm cuando la lámina se moldea en laboratorio según la ASTM D3182. La norma también tiene troqueles en pulgadas, que no son copia exacta de los métricos. De ahí viene el "Die C de 6.35 mm" citado en algunas páginas: una mezcla de las dos tablas. Las guías de fabricantes que atribuyen al Die C un espesor de 3 mm también simplifican demasiado: 3 mm cabe en el intervalo admitido, pero la lámina moldeada estándar tiene 2.0 ± 0.2 mm. El informe indica qué troquel se usó y qué espesor se midió.

Para elastómero termoplástico, la edición de 1998 de la D412 pide probetas cortadas de placas inyectadas de 3.0 ± 0.3 mm, ensayadas en las direcciones paralela y perpendicular al flujo en el molde, y advierte que otro espesor puede no dar un resultado comparable. Verifique la regla en la edición vigente.

Cuando no es posible cortar un halterio, como en tiras angostas, tubos pequeños o aislamiento de cable, el método A admite la probeta recta. En un tubo, el área de la sección puede obtenerse de la masa, la densidad y la longitud de la muestra, en lugar de medirse directamente. La probeta recta tiende a romperse en la mordaza, porque no hay un tramo más angosto que concentre el esfuerzo lejos de ella.

Los tipos de halterio de la ISO 37

La ISO 37:2024 tiene cinco halterios: los tipos 1, 1A, 2, 3 y 4. El tipo 1 es el más cercano al Die C, con tramo angosto de 6.2 mm y la misma longitud de referencia de 25 mm. El tipo 1A es más corto, con longitud de referencia de 20 mm, y se diseñó para distribuir la deformación de forma más uniforme en el tramo angosto. El tipo 2 es más pequeño, también con longitud de referencia de 20 mm. Los tipos 3 y 4 son miniatura y solo se usan cuando hay poco material, como en anillos de sello de tubería y cubiertas de cable. La tabla resume, en milímetros:

Tipo	Tramo angosto (ancho × longitud)	Longitud de referencia / espesor	Longitud total mín. / velocidad
1	6.2 × 33	25 / 2.0 ± 0.2	115 / 500 mm/min
1A	5 × 21	20 / 2.0 ± 0.2	100 / 500 mm/min
2	4 × 25	20 / 2.0 ± 0.2	75 / 500 mm/min
3	4 × 16	10 / 2.0 ± 0.2	50 / 200 mm/min
4	2 × 12	10 / 1.0 ± 0.1	35 / 200 mm/min

Cuando la probeta se obtiene de una pieza terminada, la ISO acepta un espesor mayor, hasta 3.0 mm en los tipos 1 y 1A, 2.5 mm en los tipos 2 y 3 y 2.0 mm en el tipo 4. La norma también advierte que las probetas pequeñas tienden a dar resistencia y alargamiento mayores que las grandes. El esquema siguiente pone el Die C y los tipos 1, 1A y 2 a la misma escala, con las marcas de la longitud de referencia en naranja: el Die C y el tipo 1 casi se superponen, pero la diferencia de 0.2 mm en el ancho ya basta para que los resultados no se traten como iguales.

El ensayo de anillo

En el anillo no hay mordazas. Se coloca alrededor de dos carretes (en la ISO, poleas), que se separan durante el ensayo. La D412 tiene dos anillos: el tipo 1, estándar, con circunferencia interna de 50.0 mm (diámetro interno de 15.92 mm) y ancho radial de 1.0 mm, y el tipo 2, con circunferencia media de 100.0 mm (diámetro interno de 29.8 mm) y ancho radial de 2.0 mm. El espesor del anillo está entre 1.0 y 3.3 mm. Los carretes se lubrican con un aceite que no ataque el caucho, para que el anillo se deslice y se estire de manera uniforme. En la ISO 37, el anillo tipo A tiene diámetro interno de 44.6 mm y sección de 4 × 4 mm y se ensaya a 500 mm/min; el tipo B, miniatura, tiene 8 mm de diámetro interno y sección de 1 × 1 mm, a 100 mm/min. Una de las poleas gira a 10 a 15 rpm, de modo que el anillo gira mientras se estira.

El cálculo del anillo tiene una particularidad. Cuando la distancia entre los carretes aumenta L, el perímetro del anillo aumenta 2·L, y por eso el alargamiento es 200 × L dividido entre la circunferencia. Pero el lado interno del anillo se estira más que el externo: la deformación no es uniforme a lo ancho. La D412 lo resuelve con dos referencias. La circunferencia media entra en el cálculo del esfuerzo a un alargamiento dado, porque representa la sección completa; la circunferencia interna entra en el alargamiento a la rotura, porque la fractura empieza en el lado más estirado. El esquema muestra el anillo tipo 1 en reposo y estirado: la misma separación de 25 mm corresponde a 100 % por la circunferencia interna y a 94 % por la media.

La D412 solo dice que los dos métodos no dan resultados idénticos. Según la ISO 37, para resistencia a la tracción es preferible el halterio, porque el anillo da valores menores, a veces mucho menores. Para el alargamiento a la rotura, ambos se aproximan cuando el anillo se calcula por la circunferencia interna. El anillo se prefiere en ensayos automatizados y cuando la pieza ya tiene forma de anillo. La forma general de las probetas de tracción está en el artículo sobre probeta de ensayo.

Preparación: espesor, corte, grano y plazo

El espesor es la medida que más pesa en el resultado, porque el ancho lo da el troquel. La D412 indica medir el espesor en tres puntos del tramo angosto, en el centro y cerca de los dos extremos, y usar la mediana de las tres lecturas en el cálculo del área. Si la diferencia entre la lectura mayor y la menor supera 0.08 mm, la probeta se descarta: la sección varía demasiado para que el esfuerzo calculado represente la rotura. La ISO 37 indica medir el espesor con los procedimientos de la ISO 23529, la norma general de preparación de probetas de caucho.

La lámina de caucho tiene un grano: la dirección en que el material fluyó en el calandrado o en el moldeo, que orienta las cadenas y las cargas. La resistencia y el alargamiento medidos a lo largo del grano difieren de los medidos a través de él. Ambas normas piden cortar paralelo al grano, salvo cuando el objetivo es estudiar el efecto de la dirección, y el informe registra la orientación. El anillo, al dar la vuelta completa, mide el promedio de las dos direcciones del grano. El troquel debe estar afilado y sin muescas: un diente en la cuchilla deja una entalla en el borde del tramo angosto, y la rotura empieza ahí.

El tiempo entre la vulcanización y el ensayo también está controlado. La ISO 37 exige al menos 16 horas, para que el caucho se estabilice después del curado, y como máximo 4 semanas, para que el resultado no incluya envejecimiento; para ensayo de producto, el plazo llega a 3 meses. La D412 acondiciona las probetas a 23 ± 2 °C durante al menos 3 horas, y durante 24 horas a 50 ± 5 % de humedad si el material es sensible a la humedad. La ISO 37 usa las temperaturas estándar de la ISO 23529. Para ensayos por encima de 23 °C, la D412 de 1998 pide un precalentamiento de 10 ± 2 min en el método A y de 6 ± 2 min en el método B, lo bastante corto para no continuar la vulcanización; por debajo de 23 °C, al menos 10 min en la cámara.

Máquina, mordazas y medición del alargamiento

La máquina para el ensayo de tracción de caucho (hule) tiene que medir fuerzas pequeñas, de decenas a cientos de newtons, a lo largo de un desplazamiento de cientos de milímetros. Los requisitos de las dos normas parten de ese problema. Una probeta tipo halterio Die C de 2 mm tiene 12 mm² de sección: un compuesto de 5 MPa se rompe con unos 60 N y uno de 25 MPa con unos 300 N. Si esa misma probeta se rompe al 800 % de alargamiento, lleva las marcas de 25 mm a 225 mm.

La D412 pide una máquina motorizada que mantenga 500 ± 50 mm/min durante por lo menos 750 mm de separación de las mordazas y que mida la fuerza con un error de hasta ±2 %. Para el alargamiento prefiere un extensómetro u otro sistema que siga las marcas, y pide que la máquina pueda registrar el alargamiento en pasos de 10 %. La ISO 37:2024 exige una máquina conforme a la ISO 5893 con medición de fuerza clase 1, un nivel más que la clase 2 que pedía la edición de 2011. Cuando se usa extensómetro, exige clase D para los tipos 1, 1A y 2 y clase E para los tipos 3 y 4. La máquina debe ofrecer por lo menos las velocidades de 100, 200 y 500 mm/min.

El caucho se adelgaza mucho al estirarse. Una mordaza de apriete fijo sujeta bien al principio, pero pierde presión a medida que la cabeza de la probeta se adelgaza, y el caucho se desliza. Por eso se usan mordazas que mantienen o aumentan la presión por sí solas: neumáticas, de presión constante, o autoapretantes, como las de palanca y las de rodillo excéntrico, en las que la propia fuerza de tracción cierra las quijadas. El error opuesto es apretar demasiado: se aplasta la cabeza y la rotura ocurre en la mordaza.

El alargamiento se puede medir de tres formas. La primera es seguir las marcas con un extensómetro de gran deformación, con brazos que acompañan a la probeta en una carrera de cientos de milímetros. La segunda es la medición óptica sin contacto, por video. La tercera es el desplazamiento del travesaño. El travesaño es el camino más sencillo y el menos correcto: incluye el estiramiento de los radios de transición y de las cabezas y el deslizamiento en las mordazas, y sobrestima el alargamiento de la longitud calibrada. Los extensómetros de contacto requieren un cuidado especial: si la fuerza de sujeción es excesiva, la cuchilla pellizca el caucho y provoca una rotura prematura en el punto de contacto; si es insuficiente, se desliza.

Cómo se hace el ensayo de tracción en caucho: velocidad y ejecución

El ensayo de tracción en caucho estira la probeta a velocidad constante hasta la rotura. La norma fija esa velocidad porque la respuesta del caucho cambia con ella. La velocidad estándar de la D412 es de 500 ± 50 mm/min. La norma admite 1,000 ± 100 mm/min siempre que se reporte; en caso de controversia entre laboratorios, se repite a 500. Hay una excepción para los materiales que presentan fluencia con menos de 20 % de alargamiento, como algunos elastómeros termoplásticos: el ensayo empieza a 50 ± 5 mm/min y, según el caso, a 5 ± 0.5 mm/min, para que la fluencia no pase inadvertida. En la ISO 37 la velocidad depende de la probeta: 500 mm/min en los tipos 1, 1A y 2 y en el anillo A; 200 mm/min en los tipos 3 y 4; 100 mm/min en el anillo B.

La secuencia del ensayo es la misma en las dos normas:

1. Marcar la longitud calibrada con la probeta sin esfuerzo, con las marcas a la misma distancia del centro.
2. Sujetar la probeta en las mordazas de forma simétrica, sin torsión, y poner la fuerza en cero. La ISO 37 admite una precarga de 0.1 MPa para que la probeta no quede curvada cuando se mide la longitud calibrada.
3. Estirar a la velocidad de la norma hasta la rotura, registrando la fuerza en los alargamientos especificados y en la rotura.
4. Revisar dónde se rompió la probeta. La ISO 37 descarta el ensayo y lo repite cuando la rotura ocurre fuera de la zona angosta o cuando la fluencia ocurre fuera de la longitud calibrada.

En la D412, el resultado de rutina es la mediana de tres probetas. Se ensayan cinco, con el resultado dado por la mediana de las cinco, cuando una o dos de las tres quedan fuera de especificación o en un ensayo de arbitraje (sección 13.8 de la edición de 1998; verifíquelo en la edición vigente). La ISO 37 exige como mínimo tres y recuerda que cinco reducen la incertidumbre. El resultado de cada propiedad es la mediana del conjunto, no el promedio, por el motivo que se explica en la sección de interpretación.

Qué se calcula: esfuerzo al 100 % y 300 %, resistencia y alargamiento

Todos los esfuerzos de las dos normas son de ingeniería: la fuerza en ese instante dividida entre el área original de la zona angosta, A₀ = ancho del suaje × espesor mediano. Con 500 % de alargamiento, la sección real es varias veces menor que la original y el esfuerzo verdadero sería varias veces mayor. La norma usa el área original a propósito, porque es la única que se mide con seguridad. La diferencia entre esfuerzo de ingeniería y esfuerzo verdadero se explica en el artículo sobre el diagrama esfuerzo-deformación.

Los resultados son:

• Esfuerzo a un alargamiento dado (S100, S300 o, en la D412, T100, T300): la fuerza cuando la probeta alcanza 100 % o 300 % de alargamiento, dividida entre A₀.
• Resistencia a la tracción (TS en la D412, S_max en la ISO): en la ISO 37, la fuerza máxima del ensayo dividida entre A₀. La D412 la define como el esfuerzo máximo, pero la calcula con la fuerza en la rotura.
• Esfuerzo en la rotura (S_b en la ISO): la fuerza en el instante de la rotura dividida entre A₀. Si no hay fluencia, coincide con la resistencia a la tracción.
• Esfuerzo y deformación de fluencia (D412 e ISO): la fuerza en el punto en que la curva deja de subir, dividida entre A₀, y el alargamiento en ese punto. Solo existen en materiales que presentan fluencia, como algunos elastómeros termoplásticos.
• Alargamiento en la rotura (E_b): 100 × (L_b − L₀) / L₀, donde L_b es la distancia entre las marcas en la rotura. La D412 lo redondea al 10 % más cercano.
• Alargamiento a un esfuerzo dado (ISO): la magnitud inversa de la primera, útil en especificaciones de rigidez.
• Deformación permanente por tracción (tensile set, solo en la D412): la probeta se estira hasta un alargamiento fijado en unos 15 s, se mantiene así 10 min, se suelta y se deja en reposo 10 min. La distancia final entre las marcas da 100 × (L_final − L₀) / L₀. La D412 también prevé la deformación permanente después de la rotura: a los diez minutos se juntan las dos mitades por la cara de la fractura y se mide la distancia entre las marcas.

La deformación permanente mide cuánto deja de recuperarse el caucho. Un sello que permanece estirado o comprimido mucho tiempo pierde fuerza de contacto precisamente por esa fracción que no recupera. El concepto de recuperación se explica en deformación elástica.

Valores típicos de resistencia a la tracción y alargamiento en la rotura

En la mayoría de los compuestos comerciales de caucho vulcanizado, la resistencia a la tracción está entre 4 y 25 MPa y el alargamiento en la rotura entre 100 y 800 %. El intervalo es amplio porque el resultado depende del polímero, de la carga (relleno), del grado de curado y de la dureza, y no solo del nombre del caucho. La tabla da el orden de magnitud de tres familias, con los niveles corriente, medio y alto que indica el portal técnico Ciência e Tecnologia da Borracha (ctborracha.com):

Caucho	Resistencia a la tracción (corriente / medio / alto)	Alargamiento en la rotura (corriente / medio / alto)
NR (caucho natural)	10 / 14 / 25 MPa	200 / 400 / 800 %
EPDM	7 / 10 / 16 MPa	150 / 300 / 500 %
Silicona (tipo FMQ, según la designación de la fuente)	4 / 7 / 9 MPa	100 / 250 / 400 %

Estos números sirven para comprobar si un resultado es razonable; no sustituyen a la especificación. Clasificaciones como la ASTM D2000 fijan la resistencia y el alargamiento mínimos de cada clase de material, y la misma fuente recuerda que la especificación de un cliente no debe exigir valores que el tipo de caucho no alcanza. Los 18 MPa y 500 % del ejercicio 1, más adelante, quedan entre los niveles medio y alto del caucho natural.

Cómo interpretar la norma

Las dos normas están escritas como procedimiento y casi no justifican sus decisiones. Los puntos siguientes son los que más se malinterpretan en el laboratorio, en la ficha técnica y en el contrato de compra.

¿El "módulo al 300 %" es el módulo de elasticidad?

No. Es un esfuerzo: la fuerza al 300 % de alargamiento dividida entre el área original, en MPa. El nombre "módulo" es una tradición de la industria del caucho, y la propia ISO 37:2024 advierte, en la definición de esfuerzo a un alargamiento dado, que no deben confundirse. El módulo de elasticidad es la pendiente del tramo lineal inicial de la curva, y la curva del caucho no tiene un tramo lineal útil: empieza con una pendiente moderada, la pierde entre 100 y 300 % y, en muchos compuestos, vuelve a subir a alargamientos altos. En el caucho natural, esa última subida se debe a la cristalización inducida por la deformación. Dividir el S300 entre 3 no da la rigidez inicial del material. El S100 y el S300 sirven para comparar compuestos y controlar lotes, porque reflejan el grado de curado y la cantidad de carga.

Resistencia a la tracción o esfuerzo en la rotura: ¿cuál reportar?

En la mayoría de los cauchos vulcanizados el esfuerzo sube hasta el final y la fuerza máxima ocurre en la rotura, así que los dos valores coinciden. En los elastómeros termoplásticos y en algunos compuestos, la curva tiene un máximo y luego cae antes de la rotura. Ahí las normas difieren: la ISO 37 separa S_max de S_b, y la D412 calcula la resistencia a la tracción con la fuerza en la rotura. La especificación del material indica cuál se usa para la aceptación; si no lo indica, el informe de ensayo reporta ambos cuando son diferentes. El concepto de resistencia máxima se explica en resistencia a la tracción y el de fluencia en límite de fluencia.

¿Por qué la mediana y no el promedio?

Porque la rotura del caucho se origina en defectos: una burbuja, una partícula de carga mal dispersa, una muesca del suaje. Una sola probeta con un defecto se rompe mucho antes que las demás y bajaría el promedio; un valor anormalmente alto lo subiría. La mediana ignora el extremo aislado sin necesidad de un criterio de descarte. La ISO 37 añade una regla para comparar grupos: el espesor mediano de cada grupo debe quedar dentro del 7.5 % de la mediana general, porque el espesor influye en el resultado.

¿Qué hacer cuando la probeta se rompe fuera de las marcas?

Según la ISO 37, una rotura fuera de la zona angosta invalida la probeta, que se reemplaza. El problema es más común de lo que parece. En el ensayo interlaboratorio publicado en el anexo de la ISO 37:2024, con 23 laboratorios y caucho natural, más de la mitad de las probetas tipo 1 y casi la mitad de las tipo 2 se rompieron fuera de la longitud calibrada; la tipo 1A se rompió fuera con una frecuencia mucho menor. Por eso existe el tipo 1A: el análisis por elementos finitos que cita la norma mostró una deformación más uniforme en su zona angosta. Los resultados de la 1A quedaron muy cerca de los del tipo 1, aunque no idénticos. Si las roturas fuera de la longitud calibrada se repiten, revise el suaje, la alineación y el apriete de las mordazas antes de cambiar de probeta.

¿Se puede volver a ensayar una probeta que ya se estiró?

No. El caucho con carga se ablanda después de la primera carga: en un segundo ciclo hasta la misma deformación, el esfuerzo es menor. Es el efecto Mullins, descrito por L. Mullins en 1969 en Rubber Chemistry and Technology. Las dos normas miden la probeta virgen, así que no se reutiliza una probeta tipo halterio que se deslizó en la mordaza después de estirarse, ni se hace un "preciclo" que el método no pide.

¿La temperatura y el envejecimiento cambian el resultado?

Sí, y de forma distinta en cada material. La D412 advierte que la velocidad y la temperatura afectan el resultado y que solo se comparan materiales ensayados en las mismas condiciones. El ensayo de tracción también es la referencia de los ensayos de envejecimiento acelerado, como los de la ISO 188 (ABNT NBR ISO 188 en Brasil): se miden la resistencia y el alargamiento antes y después de un periodo en estufa, y la especificación limita la variación porcentual. En este uso, los dos grupos deben ensayarse con la misma norma, la misma probeta y la misma velocidad.

¿El resultado de tracción indica cómo se comportará la pieza en servicio?

No por sí solo. La D412 declara que las propiedades de tracción no predicen directamente el desempeño del producto, porque la pieza trabaja en compresión, corte, fatiga, calor y contacto con fluidos. La tracción es el ensayo de control de calidad y de especificación: clasificaciones como la ASTM D2000, de caucho para la industria automotriz, usan resistencia y alargamiento mínimos. La dureza Shore A suele acompañar a la tracción en la misma ficha; el tema se trata en el artículo sobre el ensayo de dureza.

ASTM D412 × ISO 37 × ASTM D638

La D412 y la ISO 37 tratan el mismo ensayo con decisiones diferentes, y esas diferencias cambian el número. La tabla resume las principales:

Punto	ASTM D412-16(2021)	ISO 37:2024
Probeta tipo halterio estándar	Die C: 6 mm, marcas a 25 mm	tipo 1: 6.2 mm, longitud calibrada de 25 mm; tipos 1A y 2 con longitud calibrada de 20 mm
Espesor	1.3 a 3.3 mm (2.0 ± 0.2 en placa D3182)	2.0 ± 0.2 mm (tipo 4: 1.0 ± 0.1)
Anillo	tipos 1 y 2 en carretes lubricados	tipos A y B en poleas, una de ellas motriz
Velocidad	500 ± 50 mm/min (alternativa 1,000; 50 y 5 con fluencia por debajo de 20 %)	500, 200 o 100 mm/min según la probeta
Máquina	fuerza ±2 %; 750 mm de separación	ISO 5893, fuerza clase 1; extensómetro clase D o E
Deformación permanente	incluida	no incluida

En consecuencia, las dos normas son parecidas, pero no equivalentes. Por eso el informe de ensayo identifica la norma, la edición, la probeta, la velocidad y la temperatura, como se detalla en la sección sobre el informe; sin esos datos, el número no se puede comparar con otro.

La confusión con la ASTM D638 es frecuente porque la forma es parecida: según la propia D638-22, la probeta tipo IV de la D638 tiene dimensiones esencialmente iguales a las de la Die C. Pero la D638 es para plásticos rígidos, semirrígidos y no rígidos de hasta 14 mm, elige la velocidad entre 5, 50 y 500 mm/min según la duración del ensayo y calcula el módulo de elasticidad y la fluencia con un extensómetro de alta resolución. La D412 es para caucho, trabaja a 500 mm/min y calcula esfuerzos a alargamientos dados y la deformación permanente. La forma es la misma, pero los materiales y los cálculos son diferentes. Para metales, la guía equivalente es la de ASTM E8 e ISO 6892-1.

Ejercicios resueltos

Los cinco ejercicios siguen el orden del laboratorio: halterio de la D412, halterio de la ISO 37, anillo, deformación permanente y elección de la máquina. Todos los números se rehicieron a mano.

Ejercicio 1: halterio Die C según ASTM D412, método A

Una probeta en forma de halterio Die C tiene espesores medidos de 2.02, 1.98 y 2.00 mm en la sección angosta, y las marcas están a 25.00 mm. Durante el ensayo, la fuerza es de 24 N cuando las marcas están a 50 mm y de 96 N cuando están a 100 mm. La probeta se rompe con 216 N, con las marcas a 150 mm.

1. Validez: la diferencia entre el espesor mayor y el menor es 2.02 − 1.98 = 0.04 mm, por debajo de 0.08 mm. La probeta es válida. La mediana es 2.00 mm.
2. Área: A₀ = 6 × 2.00 = 12.0 mm².
3. Esfuerzo al 100 %: con las marcas a 50 mm, E = 100 × (50 − 25) / 25 = 100 %; S100 = 24 / 12.0 = 2.0 MPa.
4. Esfuerzo al 300 %: a 100 mm, E = 100 × (100 − 25) / 25 = 300 %; S300 = 96 / 12.0 = 8.0 MPa.
5. Resistencia a la tracción: TS = 216 / 12.0 = 18.0 MPa.
6. Alargamiento a la rotura: E_b = 100 × (150 − 25) / 25 = 500 %, que ya es múltiplo de 10 %.

Observe que S300 / 3 = 2.7 MPa, distinto del S100 de 2.0 MPa: la curva no es una recta, y ninguno de los dos valores es un módulo de elasticidad.

Ejercicio 2: halterio tipo 1A según ISO 37

Un elastómero termoplástico se ensaya en probetas en forma de halterio tipo 1A, con espesor mediano de 2.05 mm. La fuerza máxima es de 160 N. En la rotura, la fuerza es de 155 N y la longitud de referencia llega a 112 mm.

1. Espesor: 2.05 mm está dentro de 2.0 ± 0.2 mm.
2. Área: A₀ = 5 × 2.05 = 10.25 mm².
3. Resistencia a la tracción: S_max = 160 / 10.25 = 15.6 MPa.
4. Esfuerzo a la rotura: S_b = 155 / 10.25 = 15.1 MPa. Como S_b es menor que S_max, el esfuerzo bajó antes de la rotura, y el informe reporta los dos valores.
5. Alargamiento a la rotura: la longitud de referencia del tipo 1A es de 20 mm, así que E_b = 100 × (112 − 20) / 20 = 460 %.
6. Velocidad: 500 mm/min, la del tipo 1A.

Las gráficas siguientes muestran las dos curvas, trazadas para pasar por los valores calculados: a la izquierda, el halterio del ejercicio 1, que sube hasta romperse, con la pendiente inicial punteada para mostrar que no tiene una relación simple con el S300; a la derecha, el del ejercicio 2, en el que el esfuerzo pasa por un máximo y baja antes de la rotura.

Ejercicio 3: anillo tipo 1 según ASTM D412, método B

Un anillo tipo 1 tiene una circunferencia interna de 50.0 mm y un ancho radial de 1.0 mm. Los carretes del ejercicio tienen 30 mm de circunferencia cada uno, valor elegido solo para el cálculo. El anillo se rompe cuando la separación de los carretes aumentó 125 mm respecto a la posición inicial.

1. Circunferencia media: el diámetro medio es el interno más un ancho radial, así que la circunferencia media es 50.0 + π × 1.0 = 53.14 mm.
2. Posición inicial de los carretes: el anillo alrededor de los dos carretes tiene una longitud igual a una circunferencia de carrete más dos veces la distancia entre centros. Para que el anillo quede ajustado, sin esfuerzo: (50.0 − 30) / 2 = 10.0 mm entre centros.
3. Alargamiento a la rotura, por la circunferencia interna: E = 200 × 125 / 50.0 = 500 %.
4. Separación para leer el esfuerzo al 100 %, por la circunferencia media: L = 100 × 53.14 / 200 = 26.6 mm. La fuerza en ese punto se reparte entre las dos ramas del anillo, que trabajan lado a lado, así que físicamente el esfuerzo es la fuerza entre el área de las dos secciones, 2 × ancho radial × espesor. La edición de 1998 de la D412 no escribe ese factor 2 en la fórmula; verifique cómo lo tratan la edición vigente y el software del laboratorio.

Ejercicio 4: deformación permanente según ASTM D412

Un halterio con marcas a 25.0 mm se estira hasta 100 % de alargamiento, se mantiene así durante 10 min, se suelta y se deja en reposo durante 10 min. La distancia final entre las marcas es de 26.5 mm. La deformación permanente es 100 × (26.5 − 25.0) / 25.0 = 6 %: el caucho recuperó el 94 % del alargamiento impuesto.

La gráfica siguiente muestra esa secuencia en el tiempo, con los valores del ejercicio: el estiramiento en unos 15 s, los 10 min estirado, la liberación rápida sin dejar que la probeta regrese de golpe, los 10 min de reposo y la lectura final de las marcas, con una resolución de 1 % de la longitud de referencia.

Ejercicio 5: elección de la celda de carga y de la carrera

El compuesto del ejercicio 1 se rompe con 216 N. La celda de carga debe elegirse para que la fuerza mayor use buena parte de la capacidad y la menor fuerza de interés, los 24 N del S100, todavía caiga dentro del intervalo verificado de la celda, indicado en el certificado de verificación según ISO 7500-1 (ABNT NBR ISO 7500-1 en Brasil). En una celda de 0.5 kN, los 216 N usan el 43 % de la capacidad y los 24 N, el 4.8 %. En una celda de 10 kN, esos mismos 24 N serían el 0.24 % de la capacidad, probablemente por debajo del intervalo verificado. Para caucho, las celdas de 0.5 o 1 kN cubren casi todos los compuestos; el razonamiento general está en el artículo sobre celda de carga.

La carrera es el otro límite. A 500 %, la longitud de referencia de 25 mm llega a 150 mm, un aumento de 125 mm solo entre las marcas; un elastómero termoplástico de 1,000 % lleva la misma longitud a 275 mm. El travesaño recorre más que eso, porque los radios de transición y las cabezas también se estiran. Esa es la razón de la exigencia de 750 mm de separación de las mordazas en la D412 y de que existan máquinas de columna extendida para caucho. El extensómetro requiere el mismo cuidado: el de 250 mm de carrera sigue una longitud de referencia de 25 mm hasta 1,000 %, y el de 150 mm, hasta 600 %.

Qué debe informar el reporte del ensayo de tracción de caucho

El reporte del ensayo de tracción de caucho es el documento que permite repetir y comparar el resultado: sin la identificación del método, un valor en MPa no se puede comparar con otro. Las dos normas tienen una sección propia de reporte; la lista resume lo que incluye un informe completo, con los puntos que más faltan en la práctica:

• Norma y edición, por ejemplo ASTM D412-16(2021) método A o ISO 37:2024.
• Material y muestra: identificación del compuesto o de la pieza, fecha de vulcanización, cuando se conoce, y fecha del ensayo.
• Probeta: troquel o tipo (Die C, tipo 1, tipo 1A, anillo), si el troquel es métrico o en pulgadas, dirección de corte respecto al grano y espesor mediano.
• Condiciones: temperatura, acondicionamiento, velocidad y forma de medir el alargamiento (extensómetro, video o travesaño).
• Resultados: número de probetas, valores individuales y la mediana de cada propiedad: S100, S300, resistencia a la tracción, esfuerzo a la rotura cuando es diferente y alargamiento a la rotura.
• Incidencias: probetas descartadas y el motivo, como rotura fuera de la longitud de referencia o espesor fuera de tolerancia.

El software de la máquina arma el reporte a partir de la curva, pero la elección de la norma, de la probeta y de la velocidad corresponde al laboratorio y debe constar en el documento.

Errores comunes en la aplicación de las normas

Los errores siguientes aparecen en el laboratorio y en páginas que explican las normas, y cada uno tiene una corrección directa:

1. Llamar al S300 módulo de elasticidad y usarlo en cálculos de rigidez. Es un esfuerzo a un alargamiento dado.
2. Comparar Die C con ISO 37 tipo 2, o halterio con anillo, como si fueran el mismo ensayo. El ancho, la longitud de referencia y la forma cambian el resultado.
3. Usar el desplazamiento del travesaño como alargamiento sin indicarlo. Sobrestima el alargamiento de la longitud de referencia.
4. Aceptar la rotura en la mordaza o en el radio de transición. La ISO 37 indica descartar y repetir. Causas comunes: apriete excesivo, troquel con mellas y desalineación. Si, al apilar los halterios rotos, la rotura aparece siempre en el mismo punto, el troquel tiene un defecto en ese lugar.
5. Usar mordazas de apriete fijo, que pierden presión cuando el caucho se adelgaza y dejan que la probeta se deslice.
6. Extensómetro de contacto mal ajustado, que pellizca el caucho y provoca la rotura en el punto de contacto, o que se desliza.
7. Medir el espesor en un solo punto, o aceptar probetas con variación mayor a 0.08 mm en la D412.
8. Ignorar el grano: cortar en contra de él sin registrarlo.
9. Volver a ensayar una probeta ya estirada, que se ablandó por el efecto Mullins, o ensayar fuera de la ventana de 16 horas a 4 semanas después de la vulcanización que fija la ISO 37.
10. Citar una edición sustituida, como la D412-06 o la ISO 37:2017. Las vigentes son la D412-16(2021) y la ISO 37:2024.
11. Aplicar la D412 a ebonita o a caucho duro de bajo alargamiento, que quedan fuera del alcance.
12. Copiar cotas de páginas de fabricantes, como la "Die C de 6.35 mm", que mezcla las tablas métrica y en pulgadas de la D412. La cota sale de la norma o del certificado del troquel.

Equipo para el ensayo de tracción de caucho

Las dos normas se aplican en una máquina universal de ensayos con velocidad constante del travesaño, celda de carga pequeña, mordazas que acompañen el adelgazamiento del caucho y extensómetro de gran carrera. En la línea M2 de Biopdi, la máquina de columna simple MBIOI-10-M2 se ofrece en 2, 5 o 10 kN, con velocidad de 0.02 a 500 mm/min, lo que cubre los 500 mm/min estándar de las dos normas. El modelo estándar tiene 890 mm de carrera vertical, y la versión de columna extendida llega a 1,290 mm, pensada para elastómeros y películas de alto alargamiento. La separación útil entre mordazas depende de las mordazas montadas, y es la que se compara con los 750 mm de la D412. La columna extendida acepta celdas de 0.1 a 10 kN, con clase 1 según ABNT NBR ISO 7500-1:2023. El panel siguiente muestra la máquina, la función de cada parte en el ensayo de caucho y los dispositivos utilizados.

La página de la máquina no declara conformidad con la D412 ni con la ISO 37; la configuración para cada norma (celda, mordazas, extensómetro y método en el software) se define en la propuesta. El método se configura en el software BioLab, que calcula los resultados por fórmula a partir de la curva. El funcionamiento interno de la máquina está en máquina universal de ensayos. Para una propuesta con la configuración de su laboratorio, solicite una cotización.

Normas citadas

La tabla reúne las normas citadas en esta guía, con la edición vigente verificada en la página oficial de ASTM, de ISO o en el catálogo de ABNT (el organismo brasileño de normalización): la D412, la ISO 37 y la NBR ISO 37 el 01/10/2026, las demás el 30/09/2026.

Norma	Tema	Edición
ASTM D412	tracción de caucho vulcanizado y elastómero termoplástico	D412-16 (reaprobada en 2021)
ISO 37	propiedades esfuerzo-deformación en tracción de caucho	2024 (7.ª edición)
ABNT NBR ISO 37	adopción brasileña de una edición anterior de la ISO 37	2014 (vigente en el catálogo)
ISO 5893	máquinas de ensayo de caucho y plásticos	2019, con enmienda de 2020 (confirmada en 2025)
ISO 23529	preparación y acondicionamiento de probetas de caucho	2016 (confirmada en 2021)
ASTM D3182	preparación de compuestos y placas vulcanizadas estándar	D3182-21a (reaprobada en 2025)
ASTM D2000	clasificación de caucho para uso automotriz	D2000-18 (reaprobada en 2024)
ASTM D638	tracción de plásticos	D638-22
ABNT NBR ISO 7500-1	verificación de la fuerza de máquinas de ensayo (adopción brasileña de la ISO 7500-1)	2023