Ensayo de desgarre: resistencia al desgarre, normas y cálculo

El ensayo de desgarre mide la fuerza, o la energía, necesaria para iniciar o propagar un desgarre en una probeta de ensayo normalizada de caucho (hule), película plástica, tela o cuero. En caucho, el resultado es la fuerza dividida entre el espesor, en kN/m (igual a N/mm); en película y tela, es la propia fuerza, en N. Los resultados de normas o geometrías diferentes no se pueden comparar.

Las normas cambian según el material: en caucho, la ASTM D624-00(2020) y la ISO 34-1:2022; en película, la ASTM D1938-19 (pantalón) y la ASTM D1004-21 (Graves); en tela, la ASTM D2261-13(2024), la ASTM D5587-15(2024) y la serie ISO 13937; en cuero, la ISO 3377. En esta guía usted encontrará qué mide el ensayo, la fórmula y las unidades, las probetas, la tabla de normas con la edición verificada el 13/10/2026, el ensayo en cada material, el péndulo Elmendorf, el paso a paso en la máquina universal, ejemplos resueltos y los errores más comunes.

Qué es el ensayo de desgarre y qué mide

El desgarre es la ruptura que nace en un punto de concentración de esfuerzos (un corte, una muesca o una arista viva) y avanza a partir de él, y el ensayo de desgarre mide la resistencia del material a ese avance. La diferencia con el ensayo de tracción (prueba de tensión) está en el punto de partida: en la tracción, toda la sección trabaja y el resultado es un esfuerzo; en el desgarre, la fuerza se concentra en una pequeña región en la punta del defecto, y el material se rompe ahí, poco a poco, mucho antes de que la sección completa alcance su resistencia.

El ensayo existe porque muchos productos fallan así en servicio. La ASTM D624 señala que los cauchos y los elastómeros termoplásticos suelen fallar por la generación y la propagación de desgarres, y lo mismo vale para la bolsa de plástico que se rasga a partir de un agujero, el guante que se abre en un corte pequeño, la lona que se desgarra a partir de un ojillo y la tapicería de cuero que cede en la costura. Por eso el desgarre aparece en el desarrollo y en el control de calidad de sellos, mangueras, bandas, calzado, guantes y catéteres; de películas de empaque, bolsas de basura y películas agrícolas; de telas para ropa de trabajo, bolsas de aire, lonas y geotextiles; y de cuero para calzado y tapicería.

La misma norma hace una advertencia que vale para todo el tema: el resultado es válido en las condiciones de ese ensayo y puede no tener relación directa con el desempeño del producto en servicio. El valor depende de la forma de la probeta, de la velocidad, de la temperatura y de la orientación del material. El ensayo sirve para comparar materiales y lotes ensayados de la misma manera, no para dar un valor de diseño.

Resistencia al desgarre: el significado del término

La resistencia al desgarre (en inglés, tear strength o tear resistance) es el valor que entrega el ensayo: la fuerza para iniciar o propagar el desgarre, o esa fuerza dividida entre el espesor. Las normas usan los dos términos en inglés como sinónimos: la D624 habla de "tear strength", la D1004 de "tear resistance" y la D1938 de "tear-propagation resistance". Los textos que separan "tear strength" (propagación) de "tear resistance" (inicio) crean una distinción que las normas no hacen. Lo que separa el inicio de la propagación es la geometría de la probeta, como muestra la sección siguiente.

Inicio y propagación del desgarre

Un desgarre tiene dos fases. En la iniciación, el material íntegro tiene que formar la grieta en el punto de mayor esfuerzo. En la propagación, la grieta ya existe y avanza. Las normas eligen una fase mediante la forma de la probeta:

• Sin corte previo, con esquina en ángulo: la esquina concentra el esfuerzo y el desgarre nace ahí. La ASTM D1004 (Graves, en película) mide la fuerza máxima, que ocurre cerca del inicio del desgarre. En el ángulo de 90° sin muesca del caucho (D624 tipo C, ISO 34-1 método B), el resumen oficial de la ISO 34-1 dice que la fuerza medida combina inicio y propagación y no permite separar las dos partes.
• Con muesca o corte hecho antes del ensayo: la grieta ya está ahí, y el ensayo mide la propagación. Es el caso de la media luna con muesca, el pantalón, la lengüeta, el trapecio y el péndulo Elmendorf.

La tabla resume qué mide cada geometría y dónde aparece:

Mide	Geometría	Normas
Inicio y propagación, sin separar	ángulo de 90° sin muesca	ASTM D624 tipo C; ISO 34-1 método B
Inicio (fuerza máxima cerca del comienzo)	Graves, película	ASTM D1004
Propagación de una muesca	media luna o ángulo con muesca	ASTM D624 tipos A y B; ISO 34-1 métodos B y C
Propagación de un corte	pantalón, lengüeta, trapecio, ala	D624 tipo T, ISO 34-1 A, D1938, ISO 6383-1, D2261, D5587, ISO 13937-2 a -4, ISO 3377
Propagación, por energía	péndulo Elmendorf	ASTM D1922, D1424; ISO 6383-2, ISO 13937-1

Fórmula y unidades de la resistencia al desgarre

En caucho, la resistencia al desgarre es la fuerza dividida entre el espesor de la probeta: T_s = F / d, en N/mm, que es lo mismo que kN/m. Dividir entre el espesor tiene sentido porque, en una lámina de caucho, la fuerza de desgarre crece en proporción al espesor que hay que cortar. Lo que cambia de una geometría a otra es qué fuerza entra en el cálculo:

• Ángulo y media luna (D624 tipos A, B y C; ISO 34-1 métodos B y C): F es la fuerza máxima, el pico de la curva.
• Pantalón (ISO 34-1 método A; D624 tipo T): F es la fuerza de propagación, que oscila mientras el desgarre avanza. Según ZwickRoell, la ISO 34-1 usa la mediana de los picos, y la D624 usa la media o la mediana en los tipos T y CP. Usar el pico mayor sobreestima el resultado.
• Película y tela: el resultado suele ser la propia fuerza, en N, sin dividir entre el espesor. La D1938 reporta la fuerza media de propagación; la D1004, la fuerza máxima; la D2261, el promedio de los cinco picos mayores o el pico único, según la opción declarada en el informe.
• Péndulo Elmendorf: el aparato convierte la energía perdida por el péndulo en una fuerza media de desgarre, leída en mN o en gf (gramo-fuerza).

La división entre el espesor no es automática en película. La ASTM D1922 (péndulo) dice que la fuerza de desgarre y el espesor no tienen una relación lineal y que solo se comparan resultados de películas con el mismo espesor; la ASTM D1004 acepta expresar el resultado por unidad de espesor únicamente donde se haya demostrado la correlación para el material. Las fichas técnicas que dan "g/µm" o "N/mm" para película hacen una normalización que vale como indicación, no como propiedad.

En la mecánica de la fractura de elastómeros, el desgarre también se describe mediante la energía de desgarre (tearing energy), la energía consumida por unidad de área de grieta nueva. Para el pantalón con piernas que casi no se estiran, vale T = 2F / t, en J/m², con F la fuerza de propagación y t el espesor. Rivlin y Thomas (Journal of Polymer Science, 1953) mostraron que el crecimiento de un corte en caucho sigue este criterio de energía, prácticamente independiente de la forma de la probeta, y midieron de 1 a 20 kJ/m² en vulcanizados de caucho natural. Es el mismo concepto de tenacidad aplicado a un material muy deformable.

Las unidades más comunes y las conversiones (cálculo de Biopdi, con 1 lbf = 4.44822 N y 1 in = 25.4 mm):

Magnitud	Fórmula	Unidad	Dónde se usa
Resistencia al desgarre (pico)	Ts = Fmáx / d	kN/m = N/mm	D624 A, B, C; ISO 34-1 B y C
Resistencia al desgarre (pantalón)	Ts = Fmediana / d	kN/m = N/mm	ISO 34-1 A; D624 T
Fuerza de desgarre	F media, máxima o de los picos	N (lbf, gf)	película y tela
Energía de desgarre	T = 2F / t	J/m² o kJ/m²	mecánica de la fractura de elastómeros
Conversiones	1 lbf/in = 0.1751 N/mm; 1 gf = 9.807 mN; 1 N/mm = 1 kN/m		fichas técnicas estadounidenses y péndulo

Probetas para el ensayo de desgarre

La probeta de ensayo es lo que define el ensayo de desgarre: el mismo caucho da valores diferentes en el pantalón, en el ángulo y en la media luna, porque cada forma concentra el esfuerzo de una manera distinta. Por eso la norma fija la forma, las dimensiones, el suaje o la plantilla de corte y la profundidad de la muesca. El esquema de abajo muestra, en planta y sin las cotas de las normas, las seis formas más usadas: el pantalón y la lengüeta ya abiertos en la posición de ensayo, las demás antes de ir a las mordazas, con el corte en rojo, el punto donde el desgarre comienza o avanza en naranja y las flechas en el sentido en que se separan las mordazas.

Pantalón (trouser tear test)

El ensayo de desgarre tipo pantalón (trouser tear test) usa una tira rectangular cortada a la mitad a lo largo, formando dos "piernas"; cada pierna va en una mordaza, y la máquina separa las mordazas a velocidad constante, propagando el desgarre por la línea central. Como el desgarre avanza por un camino definido, la fuerza oscila alrededor de una meseta, y el resultado es la mediana (o la media) de los picos de ese tramo. Es la geometría que más se acerca a una medida pura de propagación, y por eso existe en casi todos los materiales: caucho (ISO 34-1 método A, ASTM D624 tipo T), película (ASTM D1938, ISO 6383-1), tela (ISO 13937-2) y cuero (ISO 3377-1, que la propia ISO dice que a veces se llama pantalón). La velocidad cambia de una norma a otra: 100 mm/min en la ISO 34-1 y en la ISO 13937-2, 250 mm/min en la D1938, 50 mm/min en el tipo T de la D624.

En la foto, un ensayo tipo pantalón en película plástica: la tira se cortó a la mitad a lo largo, una pierna está sujeta en la mordaza de arriba y la otra en la de abajo, y el desgarre avanza por la línea central conforme las mordazas se separan. La parte todavía entera de la película queda colgando entre las mordazas, sin carga.

El pantalón tiene un límite: las piernas también se estiran. Si el material es muy extensible, parte de la fuerza se va en alargar las piernas, y no en desgarrar. La ISO 6383-1 advierte que el método no sirve para películas en las que la deformación de las piernas consume una parte relevante de la energía; en esos casos, la elección es otra geometría, como el ángulo o la media luna.

Ángulo, media luna y Graves

El ángulo de 90° es una tira con un ángulo entrante a la mitad de uno de sus bordes (D624 tipo C, la geometría de caucho más citada en las fichas técnicas estadounidenses como "Die C"). Sin muesca, el desgarre nace en el vértice del ángulo; con muesca, parte de ella. La media luna (crescent) tiene un borde cóncavo con una pequeña muesca en el centro (D624 tipos A y B, ISO 34-1 método C), y mide la propagación de esa muesca. En ambas, la curva sube hasta un pico y cae cuando el desgarre atraviesa el ancho: el resultado es la fuerza máxima dividida entre el espesor.

El Graves es la versión para película del ángulo de 90°, definida por la ASTM D1004-21: una probeta con alas anchas y un ángulo recto en el centro, traccionada a 51 mm/min. La norma mide la fuerza para iniciar el desgarre (la fuerza máxima ocurre cerca del comienzo), la reporta en newtons y no se aplica a películas de ruptura frágil ni a materiales que se extienden más de 101.6 mm antes de romperse. La ASTM señala que no conoce una norma ISO equivalente.

Lengüeta, trapecio y ala (telas)

En tela, la tira simple del pantalón tiene variantes. En la lengüeta de desgarre simple (ASTM D2261, en inglés tongue tear), un rectángulo se corta a la mitad a partir de uno de los bordes cortos y cada "lengüeta" va en una mordaza, como en el pantalón, pero con una probeta más ancha. En la lengüeta de desgarre doble (ISO 13937-4), dos cortes paralelos forman una lengüeta central sujeta en una mordaza, y las partes laterales van en la otra; el desgarre avanza por los dos cortes. En el trapecio (ASTM D5587), se marca un trapecio en el rectángulo, los dos lados no paralelos se sujetan en las mordazas y un corte corto a la mitad de la base menor inicia el desgarre, que avanza a lo ancho mientras los hilos se van cargando uno a uno. En el ala (ISO 13937-3), los extremos se cortan en ángulo para que el desgarre siga la línea deseada.

Delft y Baumann: probetas especiales

Dos nombres aparecen mucho en búsquedas y en fichas técnicas. El Delft es la probeta pequeña de caucho de la ISO 34-2:2022, preferida cuando hay poco material o cuando se ensaya una pieza pequeña; la propia ISO advierte que no da necesariamente el mismo resultado que la ISO 34-1. El Baumann es el desgarre de borde doble en cuero, normalizado por la ISO 3377-2:2025, que la ISO describe como "a veces llamado Baumann tear". El desgarre de borde simple en cuero, tipo pantalón, es la ISO 3377-1:2011.

Normas del ensayo de desgarre por material

La norma del ensayo de desgarre se elige según el material y la fase del desgarre que interesa: el caucho sigue la ASTM D624 o la ISO 34-1; la película, la D1938, la D1004 o la ISO 6383; la tela, la D2261, la D5587 o la ISO 13937; el cuero, la ISO 3377. La tabla reúne las principales, con la edición y el estatus verificados en la tienda de ASTM y en el catálogo de ISO el 13/10/2026. Las velocidades marcadas con asterisco provienen de fabricantes de equipo y laboratorios (ZwickRoell, Teartester, Universal Grip, Nelson Labs, MaterialsTests), no del texto de la norma; verifíquelas en la norma adquirida antes de configurar el ensayo.

Norma y edición	Material y probeta	Velocidad	Resultado
ASTM D624-00(2020), tipos A, B y C	caucho y TPE; media luna con muesca (A, B), ángulo sin muesca (C)	500 ± 50 mm/min*	Fmáx / espesor, kN/m
ASTM D624-00(2020), tipos T y CP	caucho y TPE; pantalón (T) y CP	50 ± 5 mm/min*	media o mediana / espesor, kN/m
ISO 34-1:2022, método A	caucho; pantalón	100 ± 10 mm/min*	mediana / espesor, kN/m
ISO 34-1:2022, métodos B y C	caucho; ángulo con o sin muesca, media luna con muesca	500 ± 50 mm/min*	Fmáx / espesor, kN/m
ISO 34-2:2022	caucho; Delft, piezas pequeñas	según la norma	fuerza, según la norma
ASTM D1938-19	película y lámina de hasta 1 mm; pantalón, propagación	250 mm/min*	fuerza media de propagación, N
ISO 6383-1:2015	película y lámina de menos de 1 mm; pantalón	según la norma	fuerza de propagación, N
ASTM D1004-21	película y lámina; Graves, inicio	51 mm/min	fuerza máxima, N
ASTM D1922-23 e ISO 6383-2:1983	película; péndulo Elmendorf	desgarre a 7.6 a 46 m/min (D1922)	mN o gf
ASTM D2261-13(2024)	tela; lengüeta de desgarre simple	300 mm/min*	media de los 5 picos más altos o pico único, N
ASTM D5587-15(2024)	tela; trapezoide	305 mm/min (12 in/min)*	fuerza de desgarre, N
ISO 13937-2:2000	tela; pantalón	100 mm/min*	fuerza de desgarre, N
ISO 13937-3:2000 e ISO 13937-4:2000	tela; ala (3) y lengüeta de desgarre doble (4)	según la norma	fuerza de desgarre, N
ASTM D1424-25 e ISO 13937-1:2000	tela; péndulo Elmendorf	péndulo	fuerza de desgarre, N o mN
ISO 9073-4:2021	no tejido; trapezoide	según la norma	fuerza de desgarre, N
ISO 4674-1:2016 e ISO 4674-2:2021	tela recubierta de caucho o plástico; lengüeta y pantalón (1), péndulo (2)	constante (1); péndulo (2)	fuerza de desgarre, N
ISO 3377-1:2011 e ISO 3377-2:2025	cuero; borde simple (1) y borde doble, Baumann (2)	según la norma	fuerza de desgarre, N

Sobre el estatus: la ISO 34-1:2022 y la ISO 34-2:2022 sustituyeron a las ediciones de 2015, ya retiradas; las cuatro partes de la ISO 13937 se confirmaron en 2023; la ISO 3377-1:2011 está vigente, pero en revisión; la ISO 3377-2:2025 sustituyó a la de 2016. En ASTM, la D624 y la D1938 siguen en las ediciones de 2000 (reaprobada en 2020) y de 2019, y la D1424 tuvo una edición nueva en 2025.

Normas brasileñas. La ABNT NBR 11911 (norma brasileña de resistencia al desgarre de elastómero vulcanizado) aparece como cancelada sin sustitución desde diciembre de 2013 en el catálogo de Target; quien necesita un método para caucho usa hoy la ASTM D624 o la ISO 34-1. Existen adopciones brasileñas de la serie ISO 13937 (como la ABNT NBR ISO 13937-2) y de la ISO 3377, y la ABNT NBR 8516 trata del desgarre de espuma flexible de poliuretano; la edición y el estatus vigentes de estas normas no se confirmaron en el catálogo de ABNT a la fecha de este artículo.

Desgarre de caucho: ASTM D624 e ISO 34-1

El desgarre de caucho y de elastómeros termoplásticos sigue la ASTM D624-00(2020) o la ISO 34-1:2022, y el resultado se expresa en kN/m, la fuerza dividida entre el espesor. Las dos normas cubren las mismas familias de probeta (pantalón, ángulo y media luna), pero con dimensiones, velocidades y reglas de cálculo propias. ZwickRoell señala que los resultados de la D624 y de la ISO 34 no son directamente reproducibles entre sí: un valor "Die C" de una ficha estadounidense no se compara con un valor de pantalón ISO de otra ficha.

En la D624, los tipos A y B son medias lunas con muesca, el tipo C es el ángulo de 90° sin muesca, el tipo T es el pantalón y el tipo CP es otra probeta de propagación. Según ZwickRoell, los tipos A, B y C se ensayan a 500 ± 50 mm/min y el resultado es la fuerza máxima por espesor; los tipos T y CP se ensayan a 50 ± 5 mm/min y el resultado es la media o la mediana de la fuerza de propagación por espesor. En la ISO 34-1, el método A (pantalón, a 100 ± 10 mm/min) usa la mediana; los métodos B (ángulo, con o sin muesca) y C (media luna con muesca), a 500 ± 50 mm/min, usan la fuerza máxima.

La D624 recuerda que el resultado depende mucho de la anisotropía que el procesamiento crea en el caucho (el "grano" de calandrado o de extrusión), de la velocidad de deformación y del tamaño de la probeta. En la práctica: cortar las probetas siempre en la misma dirección respecto al grano, o en las dos y reportar ambas; medir el espesor en la zona del desgarre; y hacer la muesca con la herramienta especificada, porque una muesca roma o demasiado profunda cambia el valor. La temperatura pesa todavía más en el caucho que en el plástico: a velocidad alta o temperatura baja, la energía de desgarre puede ser de 10 a 100 veces mayor (Polymer, 2013), lo que explica las normas y especificaciones que piden el desgarre en caliente.

Quien ensaya caucho al desgarre casi siempre ensaya también la tracción del mismo compuesto, por la ASTM D412 o la ISO 37. Son normas y probetas diferentes, ensayadas en la misma máquina; la guía de ASTM D412 e ISO 37 (tracción de caucho) trata del segundo ensayo.

Desgarre de películas plásticas: ASTM D1938, D1004 e ISO 6383

En película plástica, la ASTM D1938-19 (pantalón) mide la fuerza para propagar el desgarre y la ASTM D1004-21 (Graves) mide la fuerza para iniciarlo; las dos reportan la fuerza en newtons. La D1938 aplica a película y lámina de hasta 1 mm de espesor (ASTM llama película al material de hasta 0.25 mm) y señala que es similar a la ISO 6383-1, pero no equivalente, porque la ISO usa una probeta mayor y otras velocidades. La D1004 indica que el método sirve para clasificar materiales de composición similar, no para predecir el comportamiento de productos diferentes.

La película tiene una particularidad que lo cambia todo: la anisotropía. En el proceso de extrusión, las cadenas del polímero se orientan en la dirección de máquina (MD); en la dirección transversal (TD), la orientación es menor. El desgarre que corre paralelo a las cadenas orientadas encuentra menos resistencia, y por eso la película se desgarra más fácil en la MD. Una bolsa que se rasga en línea recta al abrirla en un sentido y resiste en el otro está mostrando exactamente eso.

La gráfica de abajo compara la resistencia al desgarre Elmendorf, en mN por µm de espesor, de tres películas sopladas de LLDPE con comonómeros diferentes y de una película cast, en las dos direcciones (Ren et al., Polymers, 2019). En las sopladas, la TD resistió de 3.1 a 5.3 veces más que la MD; en la cast, que casi no orienta las cadenas, las dos direcciones quedaron cercanas.

La consecuencia para el laboratorio es directa: la película se ensaya en las dos direcciones y se reporta cada una por separado. Un promedio de las dos oculta el punto débil, que es la MD. Lo mismo vale para el espesor: compare películas del mismo espesor, porque la relación entre fuerza de desgarre y espesor no es lineal. La tracción de la misma película sigue la ASTM D882, tratada en la guía de ASTM D882 (tracción de películas plásticas). Existe además un ensayo que combina perforación y desgarre, la ASTM D2582, usado en películas que se desgarran a partir de un objeto puntiagudo.

Desgarre de telas y cuero: ASTM D2261, D5587, ISO 13937 e ISO 3377

En tela, el desgarre se mide con la lengüeta de desgarre simple (ASTM D2261), con el trapezoide (ASTM D5587), con las cuatro partes de la ISO 13937 o con el péndulo (ASTM D1424), y el resultado es la fuerza de desgarre en newtons, reportada por separado en urdimbre y en trama. La D2261 y la D5587 indican que la máquina de velocidad constante de extensión (CRE, constant-rate-of-extension) es el equipo preferido; en la D5587, el resultado obtenido en la máquina CRE prevalece sobre el de la máquina de velocidad constante de tracción (CRT), que solo se usa por acuerdo entre las partes. La máquina CRE es la máquina universal electromecánica.

En tela, el desgarre avanza hilo por hilo. Cada vez que un grupo de hilos al frente del desgarre se rompe, la fuerza cae; después sube hasta romper el grupo siguiente. La curva es una secuencia de picos irregulares. La D2261 señala que los picos más altos reflejan la resistencia de los hilos que detienen el desgarre y que los valles no tienen significado; por eso el cálculo usa los picos. Según Universal Grip, la D2261 usa una probeta de 75 × 200 mm, corte de 75 mm, 300 mm/min y la media de los cinco picos más altos; la otra opción de la norma es el pico único. Según MaterialsTests, en la ISO 13937-2 (pantalón) la probeta mide 200 × 50 mm, con corte de 100 mm, velocidad de 100 mm/min y al menos cinco probetas por dirección.

La construcción de la tela decide el resultado. En un estudio con telas planas y reps, el desgarre en la trama fue mucho mayor que en la urdimbre porque la densidad de hilos de la urdimbre (65 hilos/cm) era mucho mayor que la de la trama (14 a 20 hilos/cm); los hilos de filamento dieron el mayor desgarre, y la densidad alta redujo el desgarre (Eryuruk y Kalaoglu, AUTEX Research Journal, 2015). El motivo es la movilidad: en una tela abierta, los hilos al frente del desgarre se deslizan y se agrupan, repartiendo la carga; en una tela densa, quedan atrapados y se rompen uno por uno. La norma para no tejidos es la ISO 9073-4:2021 (trapezoide), y la de tela recubierta de caucho o plástico, la ISO 4674-1:2016 (lengüeta y pantalón) y la ISO 4674-2:2021 (péndulo). Lonas, toldos y geotextiles siguen el mismo razonamiento, con normas de producto propias.

En cuero, la ISO 3377-1:2011 (borde simple, tipo pantalón) y la ISO 3377-2:2025 (borde doble, Baumann) miden la fuerza para desgarrar a partir de un corte. Como en la tela, la dirección del corte importa, y el informe indica de dónde y en qué dirección se tomó cada probeta.

Péndulo Elmendorf: un método por energía

El ensayo Elmendorf mide la resistencia a la propagación de un desgarre por la energía que pierde un péndulo al desgarrar la probeta; el resultado es una fuerza media, en mN o gf, y no se convierte al resultado de pantalón. La probeta queda sujeta entre una mordaza fija y una mordaza unida al péndulo; una cuchilla hace el corte inicial, se suelta el péndulo, que cae y desgarra el resto. El equipo convierte la energía perdida en fuerza media de desgarre. Las normas son la ASTM D1922-23 y la ISO 6383-2:1983 para película, la ASTM D1424-25 y la ISO 13937-1:2000 para tela, la ISO 4674-2:2021 para tela recubierta y la TAPPI T414 para papel, en la que se desgarran varias hojas juntas.

Tres diferencias separan el péndulo de la máquina universal. La velocidad: en la D1922, el desgarre corre a 7.6 a 46 m/min, de 30 a casi 200 veces más rápido que el pantalón de la D1938 a 250 mm/min. El principio: el péndulo mide la energía gastada en un recorrido corto, sin curva de fuerza. El equipo: es un aparato dedicado, que no se monta en una máquina universal. Por eso el resumen de la ISO 4674-2 advierte que el resultado del péndulo no se compara con los métodos de velocidad constante, y la D1424 solo es válida si la tela se desgarra en la dirección prevista, sin desviarse.

El péndulo domina las páginas comerciales de "tear tester" porque es rápido y es la referencia histórica en película y papel. La máquina universal es la opción para los métodos por fuerza (pantalón, ángulo, media luna, Graves, lengüeta y trapezoide), que son los del caucho y los preferidos por ASTM en tela. La elección sigue la especificación del cliente: si pide Elmendorf, el ensayo se hace en el péndulo; si pide pantalón, Graves, lengüeta o trapezoide, se hace en la máquina universal.

Cómo hacer el ensayo de desgarre en la máquina universal

En la máquina universal, el ensayo de desgarre consiste en sujetar la probeta entre dos mordazas, separarlas a velocidad constante y registrar la curva fuerza × desplazamiento hasta que el desgarre atraviesa la probeta. El procedimiento general, que cada norma detalla:

1. Acondicionar. El caucho, la película y el tejido tienen atmósferas propias de temperatura y humedad, definidas en la norma del ensayo o en la norma de acondicionamiento que esta cita. El tejido es sensible a la humedad; el caucho, a la temperatura.
2. Cortar las probetas en las dos direcciones (MD y TD en película; urdimbre y trama en tejido; a favor y en contra del grano en caucho), con cuchilla o suaje afilado. Los bordes dentados crean puntos de inicio de desgarre fuera de lugar.
3. Hacer el corte o la muesca en la posición y con la profundidad de la norma, con la herramienta especificada. Es la etapa que más dispersa los resultados.
4. Medir el espesor en la región por donde va a pasar el desgarre. En caucho, la D624 usa la mediana de las lecturas.
5. Sujetar la probeta sin holgura y sin que se deslice. En el pantalón y en la lengüeta, una pierna en cada mordaza; en el trapezoide, los lados no paralelos en las mordazas; en el ángulo y en la media luna, las aletas.
6. Ajustar la velocidad de la norma y poner la fuerza en cero con la probeta montada, pero sin carga.
7. Registrar la curva completa, hasta la separación total o el final del tramo de medición.
8. Descartar la probeta en la que el desgarre se desvió de la línea prevista, salió por el costado o en la que hubo deslizamiento en la mordaza, y ensayar otra.
9. Calcular y reportar: norma y edición, tipo de probeta, dirección, espesor, velocidad, temperatura, valores individuales, mediana o promedio, dispersión y cualquier desviación del desgarre.

El ensayo no usa extensómetro: lo que interesa es la fuerza, y el desplazamiento es el del travesaño. Tampoco hay curva esfuerzo × deformación, porque el área que resiste cambia a cada instante.

Cómo leer la curva fuerza × desplazamiento

La forma de la curva indica qué fuerza entra en el cálculo. El esquema de abajo usa los números de los ejemplos resueltos de este artículo para mostrar los tres patrones: en (a), el ángulo sin muesca sube hasta un pico único de 85.0 N y cae cuando el desgarre atraviesa; en (b), el pantalón sube, entra en una meseta y oscila en siete picos, cuya mediana punteada es 18.1 N; en (c), el tejido en la lengüeta forma picos irregulares, y los cinco mayores, en azul oscuro, dan el promedio de 41.6 N.

La oscilación del pantalón tiene una causa física: el desgarre avanza a saltos. La punta de la grieta acumula energía, avanza de golpe, la fuerza cae y vuelve a subir (el fenómeno llamado stick-slip, descrito en elastómeros por Shrimali y Lopez-Pamies, 2023). Por eso las normas usan la mediana o el promedio de los picos, y no el mayor de ellos. El tramo inicial, en el que las piernas se alinean y el desgarre todavía no empieza a correr, queda fuera del cálculo. Una caída brusca a cero a mitad de la meseta suele ser deslizamiento en la mordaza, y no desgarre.

Ejemplos resueltos de resistencia al desgarre

Los ejemplos siguientes son ilustrativos, con números coherentes con los rangos publicados, y los cálculos son de Biopdi. Los ejemplos 1 y 2 son compuestos diferentes y geometrías diferentes: no se comparan entre sí.

1. Caucho, ASTM D624 tipo C (ángulo, pico). Una probeta de EPDM con espesor mediano de 2.10 mm se rompió con una fuerza máxima de 85.0 N a 500 mm/min. T_s = 85.0 / 2.10 = 40.5 N/mm = 40.5 kN/m. En unidad estadounidense: 40.5 / 0.1751 = 231 lbf/in. El valor es válido para el tipo C; el mismo compuesto daría otro número en la media luna o en el pantalón.

2. Caucho, ISO 34-1 método A (pantalón, mediana). Espesor de 2.00 mm, 100 mm/min. Picos en el tramo de propagación: 17.2; 18.9; 16.8; 19.5; 18.1; 17.7; 18.4 N. En orden: 16.8; 17.2; 17.7; 18.1; 18.4; 18.9; 19.5. La mediana es el cuarto valor, 18.1 N (el promedio daría 18.09 N). T_s = 18.1 / 2.00 = 9.05 kN/m. La energía de desgarre, con piernas poco extensibles, es T = 2 × 18.1 / 0.00200 = 18,100 J/m² = 18.1 kJ/m², dentro del rango de 1 a 20 kJ/m² medido por Rivlin y Thomas en caucho natural. Si el laboratorio hubiera usado el pico mayor (19.5 N), habría reportado 9.75 kN/m, 8 % arriba.

3. Película, pantalón y Elmendorf. (a) Una película de PE de 50 µm dio una fuerza promedio de propagación de 0.42 N en la ASTM D1938, a 250 mm/min. Se reporta 0.42 N, con el espesor. Dividir entre 0.050 mm (8.4 N/mm) solo tiene sentido con una correlación demostrada para el material. (b) Una ficha técnica de PEBD (Tricon, 2021) informa un Elmendorf de 340 g a 50.8 µm. En SI: 340 × 9.807 = 3,334 mN = 3.33 N, o 65.6 mN/µm. Ese valor no se compara con los 0.42 N del pantalón: son métodos y velocidades diferentes. (c) En los datos de Ren et al. (2019), el LLDPE 2045G soplado tiene TD/MD = 411 / 127 = 3.2: la película resiste tres veces más el desgarre en una dirección que en la otra.

4. Tejido, ASTM D2261 (lengüeta). Picos en la urdimbre: 38.2; 42.1; 40.8; 36.5; 43.5; 39.9; 41.7; 37.4 N. Los cinco mayores son 43.5; 42.1; 41.7; 40.8 y 39.9, que suman 208.0 N: promedio de 41.6 N. Con la opción de pico único, el resultado sería 43.5 N. Si la trama dio 58.3 N, la razón trama/urdimbre es 58.3 / 41.6 = 1.40. El reporte incluye las dos direcciones e indica qué opción de cálculo se usó.

5. Conversión de una ficha técnica estadounidense. Una ficha de silicón informa "Tear, Die B: 187 lbf/in". En SI: 187 × 0.1751 = 32.7 kN/m. La conversión cambia la unidad, no el método: el valor sigue siendo de la media luna tipo B de la D624 y no se compara con un pantalón ISO.

Resistencia al desgarre y resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción mide el esfuerzo que soporta una sección íntegra, en MPa; la resistencia al desgarre mide la fuerza para hacer avanzar un defecto, en N/mm o N, y las dos propiedades no van de la mano. En la tracción, la carga se distribuye por toda la sección hasta la resistencia a la tracción; en el desgarre, se concentra en la punta del corte, y lo que importa es la capacidad del material para deformarse y disipar energía en esa región. Por eso las unidades son diferentes (N/mm² en la tracción, N/mm en el desgarre) y no se convierten una en la otra.

Un material puede ser fuerte a la tracción y débil al desgarre. En tejido, aumentar la densidad de hilos aumenta la resistencia a la tracción, porque hay más hilos trabajando, pero reduce el desgarre, porque los hilos sujetos no se agrupan frente a la grieta (Eryuruk y Kalaoglu, 2015). En película orientada, la dirección que más resiste a la tracción es, muchas veces, la que se desgarra con más facilidad. En caucho, las cargas de refuerzo y el tipo de vulcanización cambian la tracción y el desgarre en proporciones diferentes.

El equipo es el mismo; las normas no. Algunos textos en internet afirman que el desgarre del caucho "se mide con la ASTM D412". No es así: la ASTM D412 y la ISO 37 son las normas de tracción de caucho; el desgarre de caucho sigue la ASTM D624 o la ISO 34-1. Lo que comparten las dos familias es la máquina universal, la celda de carga y las mordazas.

Errores comunes en el ensayo de desgarre

Los errores que más distorsionan el resultado, o su interpretación:

1. Citar la ASTM D412 como norma de desgarre. Es norma de tracción; el desgarre de caucho es D624 o ISO 34-1.
2. Comparar geometrías o normas diferentes. Pantalón, ángulo y media luna dan valores diferentes en el mismo material, y D624 e ISO 34 no son directamente reproducibles entre sí.
3. Comparar Elmendorf con pantalón. Son principios y velocidades diferentes.
4. Usar el pico mayor en el pantalón en lugar de la mediana o el promedio del tramo de propagación.
5. Dividir la fuerza de la película entre el espesor sin correlación demostrada, o comparar películas de espesores diferentes.
6. Ensayar una sola dirección. MD y TD, o urdimbre y trama, pueden diferir más de tres veces.
7. Muesca mal hecha, con navaja sin filo o profundidad incorrecta.
8. Aceptar un desgarre desviado o que salió por el costado: la probeta se descarta.
9. Confundir el deslizamiento en la mordaza con un pico de desgarre.
10. Ignorar la velocidad y la temperatura, que cambian mucho el resultado en caucho.
11. Usar una edición retirada, como la ISO 34-1:2015 o la ISO 3377-2:2016.
12. Leer el resultado como valor de diseño. La D624 advierte que puede no tener relación directa con el desempeño en servicio.
13. Confundir términos. "Tear test" solo, en inglés, también es la prueba de Schirmer, de producción de lágrima, en oftalmología; "wear and tear" es desgaste; el "dynamic tear test" (ASTM E604) es un ensayo de fractura de metales, de la familia del ensayo de impacto; el estallido (bursting) y la perforación (puncture) son otros ensayos.

Ensayo de desgarre en la máquina universal Biopdi

Los métodos de desgarre por fuerza (pantalón, ángulo, media luna, Graves, lengüeta y trapezoide) se realizan en una máquina universal de ensayos de velocidad constante, con celda de carga dimensionada para pocos newtons a algunos cientos de newtons y mordazas de tracción. La máquina universal de ensayos Biopdi incluye el desgarre entre sus ensayos, y el software BioLab tiene una configuración de ensayo de desgarre que calcula la fuerza máxima y la resistencia al desgarre en N/mm. Biopdi no fabrica péndulo Elmendorf. El panel de abajo muestra la máquina, la función de cada parte en el ensayo de desgarre y las mordazas que sujetan las piernas y las aletas de la probeta.

La regla de selección es dimensionar la celda de carga a la fuerza esperada. El desgarre de película da desde fracciones de newton hasta pocos newtons; el de caucho y tejido, de decenas a algunos cientos de newtons. La línea tiene celdas desde 0.05 kN, y las capacidades que cubren el desgarre son las menores. En cuanto a la velocidad, la D624 pide 500 ± 50 mm/min en los tipos A, B y C: los modelos de la tabla llegan a 500 mm/min (la portátil, a 600 mm/min), lo que cubre esa velocidad, y las demás normas de desgarre piden velocidades menores. La columna extendida sirve para el pantalón de caucho, cuyas piernas se estiran mucho antes de que el desgarre corra. Para comparar modelos y configuraciones, consulte cómo elegir una máquina universal de ensayos.

Aplicación	Rango	Modelo Biopdi
Películas, papel, cintas	200 N a 1 kN; 0.02 a 600 mm/min	MBIOI-1P-M2 portátil
Caucho, películas, tejidos	2 a 10 kN; 0.02 a 500 mm/min	MBIOI-10-M2
Caucho y películas de alto alargamiento, tejidos elásticos	2 a 10 kN; carrera de 1,290 mm	MBIOI-10-M2 columna extendida

El desgarre es uno de los ensayos mecánicos que realiza la misma máquina universal; el panorama general de cómo se relacionan las propiedades mecánicas de los materiales ayuda a decidir qué ensayos solicitar junto con él.