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ASTM D638: ensayo de tracción (prueba de tensión) de plásticos, probetas de ensayo tipo I a V, velocidad y cálculo

La ASTM D638-22 es el método de la ASTM para determinar las propiedades de tracción de plásticos de hasta 14 mm de espesor, con probetas de ensayo en forma de halterio (hueso de perro) tipo I a V. Vea dimensiones, velocidad de ensayo, acondicionamiento, extensómetro, fórmulas, un ejemplo resuelto y las diferencias con la ISO 527-2:2025.

Ensayos MecánicosPor Mardoqueu M. Costa31 min de lectura

La ASTM D638, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, es el método de ASTM International para medir las propiedades de tracción de plásticos reforzados y no reforzados de hasta 14 mm de espesor. La edición vigente es la D638-22. Exige probetas en forma de hueso de perro (halterio), tipos I a V; acondicionamiento a 23 °C y 50 % de humedad; la menor velocidad que rompa la probeta en un tiempo de entre 0.5 y 5 minutos; extensómetro clase B-2 para el módulo, y un mínimo de cinco probetas. El resultado principal es la resistencia a la tracción, σ = Fmáx / A0, junto con el alargamiento y el módulo de elasticidad.

En resumen:

  • Alcance: plásticos rígidos, semirrígidos y no rígidos de hasta 14 mm de espesor. Para películas y láminas de menos de 1.0 mm, el método preferido es la ASTM D882.
  • Probeta preferida: tipo I, de 165 mm de longitud, con una sección estrecha de 13 × 3.2 mm.
  • Velocidad: 5, 50 o 500 mm/min en los tipos I a IV; 1, 10 o 100 mm/min en el tipo V.
  • No es la ISO 527: la propia ASTM declara que ambas tratan el mismo tema con contenido técnico distinto. El informe cita la norma que se ejecutó.

La norma es de pago y la vende ASTM. Esta guía la explica con palabras propias, para quien va a aplicarla o a comprar el equipo, con los requisitos numéricos esenciales y la fuente de cada uno.

Qué es la ASTM D638 y cuál es la edición vigente

El ensayo de tracción (prueba de tensión) aplica a la probeta una fuerza axial creciente, a velocidad controlada, hasta la rotura, y registra la fuerza y el alargamiento. La ASTM D638 fija la probeta, la velocidad, el ambiente y la forma de medir la deformación en plásticos, que son mucho más sensibles que los metales a la temperatura, la humedad y la velocidad.

Según la página oficial de la norma, consultada el 30/09/2026, el método aplica a espesores de hasta 14 mm; el material más grueso se maquina hasta ese límite. Para láminas y películas de menos de 1.0 mm, el método preferido es la ASTM D882-26. La determinación del coeficiente de Poisson a temperatura ambiente es opcional. El texto de la D638-22 (sección 1 y notas 3 y 4) remite a otros métodos en tres casos:

  • Películas y láminas delgadas (menos de 1.0 mm): la ASTM D882-26, con probeta en tira, es el método preferido. La D638 todavía admite ese espesor con una probeta troquelada con el troquel del tipo IV.
  • Compuestos de matriz de resina reforzados con fibras orientadas de alto módulo (más de 20 GPa), continuas o discontinuas: ASTM D3039/D3039M, con probeta rectangular.
  • Laminados fenólicos usados como aislante eléctrico: ASTM D229.

El caucho vulcanizado y los elastómeros termoplásticos tienen su propia norma, la ASTM D412; la D638 solo la cita como referencia del troquel del tipo IV.

La edición en vigor es la D638-22, marcada como activa en la tienda de ASTM; el historial de la página va de la D638-99 a la D638-22 y no existe una D638-26. La D638-14, cuyo PDF circula sin autorización, ya no es la vigente.

Las probetas tipo I a V

La probeta de la D638 tiene forma de hueso de perro: dos cabezas anchas, sujetas en las mordazas, unidas por transiciones de radio amplio a una sección estrecha y recta, donde el esfuerzo es mayor y donde debe ocurrir la rotura. Puede moldearse por inyección, maquinarse o troquelarse a partir de lámina o placa. El moldeo por inyección orienta las cadenas y puede dar propiedades distintas a las de una probeta maquinada del mismo material. En la foto, probetas de plástico moldeadas por inyección en forma de hueso de perro: las cabezas anchas van en las mordazas y la deformación ocurre en la sección estrecha del centro.

Hilera de probetas de plástico en forma de hueso de perro, blancas y negras, sobre una mesa de laboratorio
Probetas de plástico en forma de hueso de perro para el ensayo de tracción

Cuándo usar cada tipo

La elección depende de la clase de rigidez del material (rígido, semirrígido o no rígido), del espesor y de la cantidad de muestra:

  • Tipo I: el preferido para plásticos rígidos y semirrígidos, siempre que haya material de hasta 7 mm de espesor. También es el tipo indicado para compuestos reforzados, incluidos los laminados, excepto los de fibra orientada de alto módulo, que siguen la D3039.
  • Tipo II: recomendado cuando el material no rompe en la sección estrecha del tipo I. La sección útil más angosta (6 mm) concentra el esfuerzo donde debe estar.
  • Tipo III: obligatorio para cualquier material de más de 7 mm y hasta 14 mm de espesor. La lámina más gruesa se maquina hasta 14 mm.
  • Tipo IV: el tipo para plásticos no rígidos de hasta 4 mm, y el que se usa cuando se quiere comparar directamente materiales de rigidez distinta, como uno no rígido y uno semirrígido, con la misma probeta.
  • Tipo V: el miniatura, para cuando hay poco material de hasta 4 mm o cuando muchas probetas deben caber en un espacio pequeño, como en una cámara de envejecimiento.

Dimensiones de los cinco tipos

Dos cotas definen el uso de la probeta: la longitud calibrada (G), la distancia entre las dos cuchillas del extensómetro, sobre la que se calcula el alargamiento; y la distancia entre mordazas (D), sobre la que se calcula la deformación nominal cuando el alargamiento se lee por el movimiento del travesaño. El espesor de las probetas moldeadas es de 3.2 ± 0.4 mm en todos los tipos; en las maquinadas, es el propio espesor de la lámina, dentro del rango del tipo. El esquema de abajo muestra los cinco tipos a la misma escala, con la longitud calibrada marcada en naranja: el tipo III es el mayor, porque recibe láminas de hasta 14 mm, y el tipo V cabe dentro de la sección estrecha del tipo I.

Esquema a escala de las cinco probetas de la ASTM D638, del tipo I al tipo V, con longitud total, ancho útil, longitud calibrada, espesor y uso de cada una
Las cinco probetas de la ASTM D638 a escala, con las cotas nominales de la norma

La tabla resume las cotas principales, en milímetros. El dibujo completo, con tolerancias, radios y anchos de las cabezas, está en la norma:

TipoAncho útil × espesorG y D (entre mordazas)Longitud total mín.
I13 × 3.2 (hasta 7)50 y 115165
II6 × 3.2 (hasta 7)50 y 135183
III19 × 7 a 1450 y 115246
IV6 × 3.2 (hasta 4)25 y 65115
V3.18 × 3.2 (hasta 4)7.62 y 25.463.5

Fuente: Fig. 1 de la ASTM D638-22. La distancia entre mordazas tiene una tolerancia de ± 5 mm; en polímeros muy extensibles con mordazas autoapretantes, la norma admite ajustarla.

El siguiente esquema muestra dónde está cada cota en la probeta: a la izquierda, el tipo I (cuya forma vale también para los tipos II, III y V) y el tipo IV, a escala, con la letra de cada cota; a la derecha, los valores principales de los cinco tipos. Observe que el tipo IV es el único con dos radios en la transición, R y RO. Las tolerancias, los radios y la distancia entre mordazas están en la Fig. 1 de la norma.

Dibujo a escala de las probetas tipo I y tipo IV de la ASTM D638 con las letras de las cotas, junto a una tabla resumida con ancho útil, longitud útil, longitud total, longitud calibrada y espesor de los tipos I a V, en milímetros
Probetas tipo I a V de la ASTM D638-22: dibujo de los tipos I y IV y cotas principales, en mm

Preparación, medición y número de probetas

La D638 pide medir el ancho y el espesor de cada probeta con una resolución de 0.025 mm, en el centro y a no más de 5 mm de cada extremo de la longitud calibrada, con micrómetro conforme a la ASTM D5947. En probetas inyectadas, basta medir una por muestra cuando ya se demostró que la variación entre ellas es menor que 1 %. El área usada en los cálculos es el promedio de la sección inicial dentro de la longitud calibrada.

Dos recomendaciones de la norma para la preparación (nota 10 y sección 6.5): las probetas transparentes pueden examinarse en un polariscopio para revelar esfuerzos residuales de moldeo o de maquinado; y las marcas de la longitud calibrada se hacen con crayón o tinta china, nunca rayadas, porque una raya se convierte en punto de inicio de grieta.

El mínimo es de cinco probetas por muestra de material isotrópico. En material anisotrópico, como lámina extruida o laminado, son diez: cinco con el eje paralelo a la dirección de orientación y cinco perpendiculares a ella. La probeta que rompe en un defecto o fuera de la sección estrecha se descarta y se sustituye, a menos que el defecto sea precisamente la variable en estudio.

Los tubos y las barras rígidos no se cortan en forma de hueso de perro: la D638 ensaya el propio tubo o la propia barra, con un rebaje maquinado a la mitad de la longitud. El esquema de abajo muestra las dos preparaciones. El rebaje tiene un tramo recto de 57 mm, unido al diámetro original por radios de 76 mm, y reduce la pared del tubo, o el diámetro de la barra, al 60 % del valor nominal, para que la rotura ocurra ahí y no en la mordaza. Observe las distancias mínimas de 89 mm de mordaza y 51 mm libres de cada lado y, en el tubo, los tapones de acero o latón, con la longitud de la mordaza más 25 mm, que impiden que el apriete aplaste la pared. La longitud estándar de cada pieza sale de la tabla de la norma, según la pared o el diámetro.

Esquema de un tubo y una barra rígidos preparados para tracción según la ASTM D638: zonas de mordaza de al menos 89 mm, tramos libres de al menos 51 mm, secciones radiales de radio 76 mm y tramo recto de 57 mm rebajado hasta el 60 % de la pared o del diámetro, con tapones metálicos en los extremos del tubo
Tubo y barra rígidos según la ASTM D638-22: rebaje maquinado a la mitad de la longitud y tapones metálicos en los extremos del tubo

Acondicionamiento y atmósfera de ensayo

El plástico absorbe humedad y sus propiedades cambian con ella; la poliamida es el caso extremo, con una rigidez mucho menor cuando está húmeda. Por eso la D638 indica acondicionar las probetas según la ASTM D618-21, procedimiento A, salvo otra exigencia del contrato o de la especificación del material: 23 °C y 50 % de humedad relativa durante al menos 40 horas, para probetas de hasta 7 mm de espesor. Las más gruesas requieren más tiempo, definido en la D618. El ensayo se hace en la misma atmósfera del acondicionamiento, con las tolerancias de la D618.

Las 40 horas no llevan un material higroscópico al equilibrio de humedad, que puede tardar mucho más; lo que hacen es estandarizar el estado del material para que laboratorios distintos lleguen al mismo resultado.

Velocidad de ensayo

En la D638, la velocidad de ensayo es la velocidad de separación de las mordazas. La norma da una tabla con velocidades fijas por tipo de probeta y por clase de rigidez. La velocidad la define la especificación del material o un acuerdo entre las partes; cuando ninguna de las dos la define, la regla es usar la menor velocidad de la tabla que produzca la rotura en un tiempo de entre 0.5 y 5 minutos de ensayo. La tabla de abajo resume las opciones, con sus tolerancias:

ClaseTipoVelocidades (mm/min)
Rígido y semirrígidoI, II, III, barras y tubos5 (± 25 %), 50 (± 10 %), 500 (± 10 %)
Rígido y semirrígidoIV5 (± 25 %), 50 (± 10 %), 500 (± 10 %)
Rígido y semirrígidoV1, 10 y 100 (± 25 %)
No rígidoIII y IV50 (± 10 %), 500 (± 10 %)

La regla obliga a hacer un ensayo preliminar o a contar con experiencia en el material: uno frágil rompe en segundos a 50 mm/min y se queda en 5; un polipropileno que se estira mucho pasaría de 20 minutos a 5 mm/min y se va a 50. El módulo puede medirse a la misma velocidad que las demás propiedades, siempre que la adquisición de datos sea lo bastante rápida y fina para registrar el tramo inicial.

Medición de fuerza y de deformación

La fuerza se mide con la celda de carga de la máquina, verificada según la ASTM E4, con un error de hasta ±1 % de la fuerza indicada. En Brasil, la verificación equivalente es la de la ABNT NBR ISO 7500-1:2023 (adopción brasileña de la ISO 7500-1), cuya clase 1 corresponde a ese mismo ±1 %. La celda debe elegirse según la fuerza del ensayo: una probeta tipo I de policarbonato rompe cerca de 2.6 kN, y medir eso con una celda de 100 kN desperdicia resolución.

La deformación tiene exigencias en tres rangos, verificadas en el texto de la norma:

  • Módulo de elasticidad: extensómetro con un error máximo de 0.0002 mm/mm y registro automático y continuo. Un extensómetro clase B-2 según la ASTM E83-25 cumple. La norma prohíbe usar el desplazamiento de las mordazas para calcular el módulo o el alargamiento.
  • Alargamiento en la fluencia y deformaciones pequeñas (hasta cerca de 20 %): el mismo extensómetro, u otro de al menos clase C de la E83, con un error fijo de 0.001 de deformación o 1 % de la indicación, lo que sea mayor.
  • Grandes deformaciones (más de 20 %): técnicas de medición con un error de hasta 10 % del valor medido, como los extensómetros de gran deformación.

Para arbitraje, el extensómetro se monta sobre toda la longitud calibrada (sección 5.2). La norma también fija dos requisitos de la propia máquina (secciones 5.1.6 y 5.1.7): la deformación elástica de la estructura, del accionamiento y de las mordazas no puede superar el 1 % de la deformación medida entre las marcas de la probeta, y el indicador de desplazamiento del travesaño, del que sale la deformación nominal, debe tener un error de hasta 10 % del valor indicado.

Por qué el travesaño no sirve para el módulo en polímeros se explica en la sección sobre el extensómetro en polímeros del artículo ensayo de tracción. Para la D638 basta la consecuencia: cuando la probeta forma un cuello dentro de la longitud calibrada, la deformación deja de ser uniforme y la norma indica reportar la deformación nominal, la separación de las mordazas dividida entre la distancia inicial entre ellas, de valor solo cualitativo. En materiales que se alargan mucho, se pueden hacer dos ensayos: uno con el extensómetro de alta resolución para el módulo y otro hasta la rotura.

Qué se calcula y cómo

La D638 trabaja con esfuerzos de ingeniería: cada fuerza se divide entre el área inicial promedio de la sección calibrada, A0 = w × t, donde w es el ancho y t el espesor. El punto de fluencia es el primer punto de la curva en el que la deformación aumenta sin que aumente la fuerza; en los plásticos dúctiles aparece como un pico seguido de una caída. La resistencia a la tracción es la fuerza máxima del ensayo dividida entre A0, y la norma la llama resistencia a la tracción en la fluencia o en la rotura, según el punto en que se presentó la fuerza máxima. El concepto general está en resistencia a la tracción, y la lectura de la curva en diagrama esfuerzo-deformación.

El esquema siguiente, basado en la Fig. A2.3 de la norma, muestra cómo estas designaciones dependen de la forma de la curva. Cuando la fuerza máxima está en la fluencia (B), se reporta la resistencia a la tracción en la fluencia, y la rotura con una fuerza menor (C) se reporta como esfuerzo en la rotura. Cuando la fuerza máxima está en la rotura (A y E), se reporta la resistencia a la tracción en la rotura, y una fluencia con fuerza menor (D) se reporta como esfuerzo en la fluencia.

Tres curvas esquemáticas de esfuerzo contra deformación: una frágil que se rompe en la fuerza máxima (A), una con pico de fluencia seguido de una caída hasta la rotura (B y C) y una con fluencia sin pico seguida de endurecimiento hasta la rotura (D y E), con la designación que la norma da a cada punto
Designaciones de la ASTM D638-22 en la fluencia y en la rotura, según el punto en que se presenta la fuerza máxima

El módulo de elasticidad es la pendiente del tramo lineal inicial de la curva esfuerzo-deformación: se prolonga la recta de ese tramo y se divide la diferencia de esfuerzo entre dos de sus puntos entre la diferencia de deformación. Muchas curvas empiezan cóncavas, por la holgura en las mordazas y el asentamiento de la probeta, y ese tramo inicial, el pie, no es una propiedad del material. La corrección del pie (toe compensation) prolonga la recta del tramo lineal hasta el eje de deformación y toma ese punto como nuevo cero. Cuando no hay tramo lineal, se calcula el módulo secante: el esfuerzo a una deformación especificada dividido entre esa deformación. El concepto de módulo está en módulo de elasticidad, y el del alargamiento como medida de la ductilidad. La tabla reúne las fórmulas:

ResultadoFórmulaObservación
Área inicialA0 = w × tpromedio de las mediciones en la sección calibrada, en mm²
Resistencia a la tracciónσ = Fmáx / A0en la fluencia o en la rotura, en MPa
Esfuerzo en la fluencia y en la roturaσy = Fy / A0; σb = Fb / A0se reportan cuando son menores que el máximo
Alargamientoε = ΔL / G × 100con el extensómetro, deformación uniforme
Deformación nominalεn = ΔD / D × 100por la separación de las mordazas, cuando hay cuello
Módulo de elasticidadE = Δσ / Δεtramo lineal, con corrección del pie
Módulo secanteEs = σ / εa una deformación especificada
Coeficiente de Poissonν = −εtransversal / εaxialopcional; requiere extensómetro transversal

El Anexo A1 de la norma trata la corrección del pie en dos casos. Con tramo lineal, la recta CD prolongada hasta el eje da el nuevo cero B, desde el que se cuentan todas las deformaciones, incluido el desplazamiento BE de una fluencia convencional (offset). Sin tramo lineal, se traza la tangente de mayor pendiente en el punto de inflexión H', que da el cero corregido B', y el módulo secante es la pendiente de la recta de B' al punto G' elegido. La norma advierte que, en este segundo caso, usar la tangente como base de una fluencia convencional puede dar un error grande. El esquema siguiente muestra los dos casos, con los puntos que nombra la norma.

Dos gráficas esquemáticas de esfuerzo contra deformación: a la izquierda, curva con pie AC, tramo lineal CD prolongado hasta el cero corregido B, desplazamiento BE y fluencia convencional F; a la derecha, curva sin tramo lineal con la tangente de mayor pendiente en el punto de inflexión H' prolongada hasta el cero corregido B' y la recta secante de B' a G'
Corrección del pie según la ASTM D638-22: módulo con la recta del tramo lineal (izquierda) y módulo secante a partir de la tangente en el punto de inflexión (derecha)

Los resultados de esfuerzo y de módulo se reportan con tres cifras significativas. De cada serie se calculan el promedio y la desviación estándar estimada, esta con dos cifras significativas. El coeficiente de Poisson, cuando se solicita, sigue el Anexo A3 de la norma: el ensayo se hace a 5 mm/min, después de una precarga menor de 5 N, con extensómetros axial y transversal (o uno biaxial), hasta al menos 0.5 % de deformación; sin tramo lineal, el cálculo usa el intervalo entre 0.05 % y 0.25 % de deformación axial. El anexo no tiene datos de precisión y, por eso, no sirve para arbitraje.

Qué incluye el informe

El informe de la D638 identifica el material (tipo, fabricante, código, forma e historial) y el método de preparación de las probetas, y registra el tipo y las dimensiones de la probeta, el acondicionamiento, la atmósfera del laboratorio, el número de probetas (y la dirección, si el material es anisotrópico), la velocidad, la clase de los extensómetros, el promedio y la desviación de cada resultado, la fecha del ensayo y la edición de la norma. La edición importa, y el informe cita la revisión aplicada. De la D638-14 a la D638-22 el procedimiento no cambió: según el resumen de cambios de la propia norma, cambiaron la terminología y los datos de precisión.

Ejemplo resuelto: policarbonato, tipo I

Un laboratorio ensaya policarbonato en probetas tipo I inyectadas, con un ancho medido de 13.0 mm y un espesor de 3.20 mm. En un ensayo preliminar, la probeta se rompió con 92 mm de separación de las mordazas. En el tramo inicial, el extensómetro de 50 mm registró 0.25 kN con ΔL = 0.150 mm y 0.65 kN con ΔL = 0.350 mm. La fuerza en la fluencia, que es la máxima del ensayo, fue de 2.60 kN, con ΔL = 3.025 mm en el extensómetro; la fuerza en la rotura fue de 2.30 kN, con una separación de las mordazas de 92 mm.

  1. Velocidad. A 5 mm/min, el ensayo duraría 92 / 5 = 18.4 min, fuera de la ventana de 0.5 a 5 min. A 50 mm/min, dura 92 / 50 = 1.84 min, dentro de ella. Velocidad: 50 mm/min. A esa velocidad el tramo del módulo transcurre en menos de 1 segundo, y la adquisición de datos tiene que seguirle el paso.
  2. Área: A0 = 13.0 × 3.20 = 41.6 mm².
  3. Esfuerzos y deformaciones del tramo lineal: σ1 = 250 / 41.6 = 6.01 MPa y σ2 = 650 / 41.6 = 15.63 MPa; ε1 = 0.150 / 50 = 0.0030 y ε2 = 0.350 / 50 = 0.0070.
  4. Módulo: E = (15.63 − 6.01) / (0.0070 − 0.0030) = 9.62 / 0.0040 = 2,404 MPa, reportado como 2.40 GPa.
  5. Corrección del pie: la recta llega a esfuerzo cero en ε = 0.0030 − 6.01 / 2,404 = 0.0030 − 0.0025 = 0.0005, es decir, 0.05 %. Ese es el nuevo cero de deformación.
  6. Fluencia: σy = 2,600 / 41.6 = 62.5 MPa. Como es la fuerza máxima del ensayo, también es la resistencia a la tracción, reportada como resistencia a la tracción en la fluencia. El alargamiento en la fluencia es 3.025 / 50 × 100 = 6.05 %, menos el pie de 0.05 %: 6.0 %.
  7. Rotura: σb = 2,300 / 41.6 = 55.3 MPa. El policarbonato formó cuello en la sección calibrada, así que el alargamiento en la rotura se reporta como deformación nominal: 92 / 115 × 100 = 80 %.
  8. Máquina: la fuerza máxima de 2.6 kN usa poco más de la mitad de una celda de carga de 5 kN, y la separación de 92 mm es pequeña frente a la carrera de una máquina de columna simple.

Las gráficas siguientes muestran el ejemplo: a la izquierda, el tramo inicial, con el pie, los dos puntos medidos y la tangente prolongada hasta el nuevo cero; a la derecha, la curva completa en deformación nominal, con el pico de fluencia, el estirado en frío mientras el cuello recorre la sección calibrada, y la rotura.

Dos gráficas del ejemplo con policarbonato tipo I: a la izquierda, el tramo inicial con el pie, los puntos de 0.30 % y 6.01 MPa y de 0.70 % y 15.63 MPa, la tangente con E de 2.40 GPa y el nuevo cero en 0.05 %; a la derecha, la curva completa con fluencia de 62.5 MPa y rotura de 55.3 MPa a 80 % de deformación nominal
Ejemplo resuelto: módulo con corrección del pie (izquierda) y fluencia y rotura en la curva completa (derecha)

El módulo y el esfuerzo de fluencia quedan en el rango típico del policarbonato, cerca de 2.4 GPa y de 60 a 70 MPa, lo que sirve como verificación. El fenómeno del cuello que se propaga está en estricción y estirado.

Tipo IV, no rígido. Una probeta tipo IV de 6.0 × 3.0 mm se rompe con 0.33 kN después de 390 mm de separación de las mordazas. A0 = 6.0 × 3.0 = 18.0 mm² y σ = 330 / 18.0 = 18.3 MPa. Para materiales no rígidos, las opciones son 50 y 500 mm/min: a 50 mm/min el ensayo duraría 390 / 50 = 7.8 min, fuera de la ventana; a 500 mm/min, 0.78 min, dentro. Velocidad: 500 mm/min, con celda de carga de 2 kN y extensómetro de gran deformación.

ASTM D638 vs. ISO 527-1 e ISO 527-2:2025

Fuera de Estados Unidos, la norma más solicitada para el mismo ensayo es la ISO 527: la parte 1 (2019) trae los principios generales y el cálculo, y la parte 2 trae las condiciones para plásticos de moldeo y extrusión. La ISO 527-2 tuvo una edición nueva en 2025, que sustituyó a la de 2012 y renombró las probetas 1A y 1B como A1 y A2, alineándolas con la ISO 20753, según la página oficial de ISO. La A1 es la probeta multipropósito inyectada, y la A2, la maquinada. La ISO 527-1:2019 fue confirmada en 2025 y está marcada para revisión. En Brasil, los laboratorios de plásticos suelen usar la propia ISO o la ASTM.

El esquema siguiente presenta el tipo I con las cotas de la Fig. 1 de la D638-22 y, a un lado, la A1 solo como contorno, sin cotas: las dimensiones, la longitud calibrada y el espesor de la A1 deben tomarse de la ISO 527-2 vigente.

Probeta tipo I de la ASTM D638 a escala, con longitud total mínima de 165 mm, distancia entre mordazas de 115 mm, longitud calibrada de 50 mm, sección reducida de 57 mm, ancho de la sección calibrada de 13 mm, ancho total de 19 mm y radio de 76 mm, junto al contorno ilustrativo de la A1 de la ISO 527-2:2025, sin cotas
Tipo I de la ASTM D638-22 con las cotas de la norma y la A1 de la ISO 527-2:2025 en contorno, sin cotas

Las diferencias van más allá de la geometría. La más importante está en el módulo: la ISO lo mide a 1 mm/min en las probetas A1 y A2 y lo calcula por la cuerda o por regresión lineal entre 0.05 % y 0.25 % de deformación, mientras que la D638 usa la pendiente del tramo lineal, en general a la misma velocidad que las demás propiedades. La tabla lo resume:

ConceptoASTM D638-22ISO 527-1:2019 y 527-2:2025
Probeta principaltipo I: 165 mm, 13 × 3.2 mmA1 (antes 1A): sección reducida de 10 × 4 mm; longitud total según la edición vigente
Longitud calibrada50 mm50 mm en la edición de 1993; verifique el valor en la edición vigente
Otras probetastipos II a VA2 (maquinada) y probetas reducidas (la edición de 2025 remite a la ISO 20753)
Velocidad para el módulola de las demás propiedades (5 mm/min o más en el tipo I)1 mm/min
Cálculo del módulopendiente del tramo lineal, con corrección del piecuerda o regresión entre 0.05 % y 0.25 %
Extensómetro para el móduloclase B-2 de la ASTM E83exactitud de 1 % del valor en la edición de 1996; verifique la clase exigida en la edición vigente
AtmósferaASTM D618 (23 °C, 50 %, 40 h)ISO 291 (23 °C, 50 %)

Una resina ensayada con las dos normas da números cercanos, pero no iguales, y la diferencia no se corrige con un cálculo: el espesor de moldeo, la orientación y la velocidad cambian al mismo tiempo. Una hoja técnica hecha según la ISO no se compara con una especificación escrita según la ASTM sin ensayar con la norma solicitada.

Errores comunes al aplicar la ASTM D638

Los errores siguientes aparecen tanto en el laboratorio como en páginas que explican la norma, y cada uno tiene una corrección directa:

  1. Módulo con el desplazamiento del travesaño. Incluye holgura, asentamiento y deformación de las cabezas de la probeta y de las mordazas, y da un módulo bajo. La norma exige extensómetro clase B-2.
  2. Velocidad fija para todo. Usar 50 mm/min para cualquier material rígido ignora la regla de 0.5 a 5 minutos. Un material frágil a esa velocidad se rompe en segundos.
  3. Deslizamiento en la mordaza. Aparece como un escalón o una meseta falsa en la curva. La corrección es una mordaza adecuada al material, alineada y con presión suficiente; apretar de más aplasta la cabeza de la probeta y provoca la rotura en la mordaza.
  4. Aceptar una rotura fuera de la sección reducida. El resultado se descarta y el ensayo se repite. Si la rotura en la cabeza se repite en el tipo I, el camino previsto por la norma es el tipo II.
  5. Tipo equivocado para el espesor. Por encima de 7 mm, el tipo III es obligatorio. Por debajo de 1.0 mm, la ASTM D882 es el método preferido; la D638 solo admite ese espesor con probeta troquelada con el dado del tipo IV, y el informe debe indicarlo.
  6. Omitir el acondicionamiento o ensayar en un laboratorio sin control de temperatura y humedad.
  7. Medir mal el espesor. En el ejemplo, un espesor real de 3.10 mm capturado como 3.20 mm daría 62.5 MPa en lugar de 2,600 / (13.0 × 3.10) = 64.5 MPa: 3.1 % por debajo del valor real.
  8. Reportar el alargamiento del extensómetro después del cuello. Con deformación no uniforme, el resultado es la deformación nominal.
  9. Citar la D638-14 como vigente, o la ISO 527-2:2012, retirada en 2025.

Equipo para el ensayo según ASTM D638

El ensayo requiere una máquina universal de ensayos con velocidad constante del travesaño, de 1 a 500 mm/min para cubrir todas las líneas de la tabla, una celda de carga dimensionada para la fuerza de la probeta, mordazas que sujeten el plástico sin aplastarlo ni dejarlo resbalar, y extensómetros para los dos rangos de deformación. 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 y 890 mm de carrera, y la versión de columna extendida llega a 1,290 mm de carrera para materiales que se alargan cientos por ciento. La celda de carga es clase 1 según ISO 7500-1:2023 (ABNT NBR ISO 7500-1 en Brasil), y el software BioLab traza la curva y calcula resistencia, alargamiento y módulo. El panel siguiente muestra la máquina, la función de cada parte en el ensayo según D638 y los dispositivos utilizados.

La máquina universal en el ensayo de tracción de plásticos

La línea M2 tiene modelos de columna simple, de 200 N a 10 kN, que cubren la mayoría de las probetas de la D638, y de columna doble, de 5 kN a 1,000 kN, para placas gruesas y compuestos. Cada parte de la máquina cumple una función en el ensayo:

Máquinas universales de ensayos M2 de Biopdi de columna simple (MBIOI-10-M2, 10 kN) y columna doble (MBIOII-50-M2, 50 kN)
  1. Travesaño móvil separa las mordazas a 5, 50 o 500 mm/min
  2. Celda de carga de 2 a 10 kN, clase 1
  3. Mordazas de cuña o de palanca, sujetan los extremos de la probeta tipo halterio
  4. Extensómetro de 50 o 25 mm para el módulo; de gran carrera hasta la rotura
  5. Software BioLab módulo, fluencia, rotura, promedio y desviación
  6. Panel y paro de emergencia posiciona y detiene el ensayo

Dispositivos para el ensayo de tracción de plásticos

Las mordazas y los extensómetros siguientes se montan en la misma máquina, según el tipo de probeta y el rango de deformación:

Mordaza de cuña Biopdi para ensayo de tracción
Mordaza de cuña5, 20 y 200 kN
Mordaza de palanca Biopdi de 5 kN para ensayo de tracción
Mordaza de palanca5 kN
Extensómetro Biopdi de 50 mm para pequeñas deformaciones en la máquina universal de ensayos
Extensómetro de 25 y 50 mmpequeñas deformaciones y módulo
Extensómetro Biopdi de 250 mm para grandes deformaciones en polímeros en la máquina universal de ensayos
Extensómetro de 150 y 250 mmgrandes deformaciones de polímeros

La elección del modelo parte de la fuerza máxima esperada, F ≈ σ × A0, y del alargamiento hasta la rotura. La tabla siguiente indica el modelo por aplicación:

ProbetaFuerza típicaModelo Biopdi
Tipos I, II, IV y V en rígidos y semirrígidoshasta cerca de 5 kNMBIOI-10-M2 (2, 5 o 10 kN)
Tipo IV no rígido, alargamiento de cientos por cientocientos de NMBIOI-10-M2 de columna extendida
Tipo III de placa gruesa, compuestosmás de 10 kNMBIOII-50-M2 (5 a 50 kN)

Una probeta tipo III de 19 × 14 mm en un plástico de 60 MPa exige 60 × 266 = 15,960 N, cerca de 16 kN, por encima de la columna simple. La misma máquina realiza la flexión de plásticos según ASTM D790, tema de la guía ASTM D790, y ensayos de polímeros como los descritos en polímeros biodegradables. El funcionamiento interno se explica en máquina universal de ensayos, y 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 el 30/09/2026 en la página oficial de cada organización:

NormaTemaEdición
ASTM D638tracción de plásticos, hasta 14 mmD638-22
ASTM D882tracción de películas y láminas delgadas, menos de 1.0 mmD882-26
ASTM D618acondicionamiento de plásticosD618-21
ASTM E83clases de extensómetroE83-25
ASTM E4verificación de la fuerza de la máquinaE4-24
ASTM D3039/D3039Mtracción de compuestos de matriz poliméricaD3039/D3039M-17 (reaprobada en 2025)
ASTM D412tracción de caucho y elastómeros termoplásticosD412-16 (reaprobada en 2021)
ISO 527-1tracción de plásticos: principios generales2019 (en revisión)
ISO 527-2tracción de plásticos de moldeo y extrusión2025
ISO 527-3tracción de películas y láminas2018
ISO 291atmósferas de acondicionamiento y ensayo de plásticos2008 (confirmada en 2021)
ABNT NBR ISO 7500-1verificación de la fuerza de máquinas de ensayo (adopción brasileña de ISO 7500-1)2023

La ASTM D790, que aparece en las búsquedas junto con la D638, es de flexión de plásticos, no de tracción: la barra se apoya en dos puntos y recibe la carga en el centro, como se explica en ensayo de flexión.

Otros ensayos y referencias técnicas

Referencias técnicas relacionadas

Preguntas frecuentes

¿Qué es la ASTM D638?

Es el método de ensayo de ASTM International para las propiedades de tracción de plásticos reforzados y no reforzados, con espesor de hasta 14 mm. Utiliza probetas tipo halterio (hueso de perro), tipos I a V, y proporciona resistencia a la tracción, esfuerzos en la fluencia y en la rotura, alargamiento y módulo de elasticidad. La edición vigente es la D638-22.

¿Cuál es la norma ASTM para el ensayo de tracción?

Depende del material. Los metales siguen la ASTM E8/E8M; los plásticos rígidos, semirrígidos y no rígidos de hasta 14 mm, la D638; las películas de menos de 1.0 mm, la D882; los compuestos de matriz polimérica con fibra, la D3039/D3039M; el caucho y los elastómeros termoplásticos, la D412.

¿Cuál es la norma para el ensayo de tracción en polímeros?

Las dos más usadas son la ASTM D638-22 y la ISO 527, con la parte 1 de 2019 y la parte 2 de 2025. Las películas y láminas delgadas tienen normas propias: ASTM D882-26 o ISO 527-3.

¿Cuáles son las dimensiones de la probeta tipo I de la ASTM D638?

Longitud total mínima de 165 mm, sección estrecha de 57 mm con 13 mm de ancho, longitud de medición de 50 mm, 115 mm entre mordazas y espesor de 3.2 ± 0.4 mm cuando es moldeada. Es la preferida para plásticos rígidos y semirrígidos de hasta 7 mm de espesor.

¿Cuál es la velocidad del ensayo según ASTM D638?

La de la especificación del material; sin ella, la menor velocidad de la tabla de la norma que produzca la rotura entre 0.5 y 5 minutos. En los tipos I a IV, las opciones son 5, 50 y 500 mm/min (solo 50 y 500 para no rígidos); en el tipo V, 1, 10 y 100 mm/min.

¿Cuántas probetas exige la ASTM D638?

Como mínimo cinco por muestra de material isotrópico. En material anisotrópico son diez: cinco paralelas y cinco perpendiculares a la dirección de orientación. La probeta que se rompe fuera de la sección estrecha o en un defecto se sustituye.

¿Necesito extensómetro en el ensayo según ASTM D638?

Para el módulo de elasticidad, sí: el sistema debe tener un error máximo de 0.0002 mm/mm, lo que cumple un extensómetro clase B-2 de la ASTM E83, y no se puede usar el desplazamiento de las mordazas. Por encima de 20 % de deformación, la norma acepta una medición de rango amplio con error de hasta 10 % del valor medido.

¿La ASTM D638 y la ISO 527 dan el mismo resultado?

No necesariamente. La propia ASTM declara que ambas tratan el mismo tema con contenido técnico diferente: cambian la probeta (tipo I de 13 × 3.2 mm frente a A1 de 10 × 4 mm), la velocidad para el módulo (1 mm/min en la ISO) y el cálculo del módulo. Los informes de ambas normas no son intercambiables.

¿Cuál es la diferencia entre la ASTM D638 y la ASTM D882?

La D882-26 cubre láminas y películas de menos de 1.0 mm de espesor, con probeta en tira. La D638 cubre plásticos de hasta 14 mm, con probeta tipo halterio, e indica la D882 como método preferido por debajo de 1.0 mm. La frontera práctica entre ambas es el espesor de 1.0 mm.

¿Dónde encontrar la ASTM D638 en PDF?

La norma la vende ASTM en store.astm.org. Los PDF gratuitos que circulan en internet suelen ser copias no autorizadas y de la edición anterior D638-14, y no sirven como referencia para un informe, que debe citar la edición vigente, D638-22.

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