Ensayo de tracción (prueba de tensión): qué es, paso a paso, cálculos y normas (ISO 6892-1)

El ensayo de tracción (prueba de tensión) aplica a una probeta normalizada una fuerza de tracción axial, creciente y con velocidad controlada, hasta la rotura. La máquina registra la fuerza y el alargamiento, y de ellos se obtienen el límite de fluencia, la resistencia a la tracción (R_m = F_m / S₀), el módulo de elasticidad, el alargamiento y la estricción. En metales, el ensayo sigue la ISO 6892-1:2024 (ABNT NBR ISO 6892-1:2024 en Brasil) o la ASTM E8/E8M-25; en plásticos, la ASTM D638-22 o la ISO 527-2.

Resumen en 30 segundos:

• Cómo se calcula: esfuerzo = fuerza ÷ área inicial (σ = F / S₀, en MPa); deformación unitaria = alargamiento ÷ longitud inicial (ε = ΔL / L₀).
• Qué mide: fluencia (R_p0.2), resistencia (R_m), módulo (E), alargamiento (A) y estricción (Z).
• Con qué: en una máquina universal de ensayos, con celda de carga y extensómetro.
• Es destructivo: la probeta se rompe; por eso se toma de una muestra representativa del lote.

En la foto, una probeta de acero montada para el ensayo: sujeta entre las mordazas de cuña, con el extensómetro fijado en la zona útil para medir el alargamiento.

Qué es el ensayo de tracción y qué mide

La ISO 6892-1 define el ensayo como deformar una probeta mediante una fuerza de tracción, en general hasta la fractura, para determinar propiedades mecánicas. Es el ensayo mecánico más utilizado: es rápido, reproducible y entrega, en una sola curva, la rigidez, la resistencia y la ductilidad del material. Sirve para aceptar lotes de acero, desarrollar aleaciones y polímeros, calificar materiales compuestos y alimentar cálculos de diseño. Forma parte del grupo de los ensayos mecánicos y mide buena parte de las propiedades mecánicas de los materiales.

El ensayo puede hacerse en una probeta normalizada o en la pieza misma. La probeta da las propiedades del material, comparables entre proveedores y lotes; la pieza completa, como un tornillo, un cable o una barra, muestra cómo se comporta ese producto en las condiciones de uso.

El esquema de abajo muestra el principio en una máquina universal Biopdi de doble columna: el travesaño se desplaza con velocidad controlada y separa las mordazas, mientras la celda de carga mide la fuerza. Al centro, la ampliación de las mordazas de cuña, que aprietan más la probeta a medida que la fuerza aumenta. A la derecha, la probeta: la sección reducida, donde se calcula el esfuerzo, y las dos marcas de la longitud de referencia, cuya separación da la deformación. Las dos magnitudes se definen en la sección sobre la probeta, a continuación.

Propiedad	Símbolo (ISO)	Qué indica
Módulo de elasticidad	E	rigidez: cuánto se deforma el material, de forma reversible, por MPa aplicado
Límite de fluencia convencional	Rp0.2	esfuerzo en el que comienza la deformación permanente (0.2 % residual)
Límites de fluencia superior e inferior	ReH / ReL	en aceros con meseta de fluencia
Resistencia a la tracción	Rm	mayor esfuerzo de ingeniería soportado
Alargamiento después de la rotura	A	ductilidad medida en la longitud de referencia
Alargamiento total a fuerza máxima	Agt	exigido en varillas corrugadas
Estricción	Z	reducción de área en el punto de rotura

Probeta para ensayo de tracción

La probeta es lo que hace reproducible el ensayo. El resultado depende de la longitud y la forma de la muestra, de la velocidad de aplicación de la carga y de la precisión de las mediciones; por eso las normas fijan las dimensiones, y dos laboratorios que siguen la misma norma llegan a valores comparables. La forma elegida depende del material, de la capacidad de la máquina y del producto del que se toma la muestra, y tiene un requisito que vale para todas: la rotura debe ocurrir en la zona útil; si no, el ensayo no es válido.

Las partes de la probeta

Toda probeta de tracción tiene tres regiones, cada una con una función:

• Zona útil: el tramo central, más angosto, con sección inicial S₀ conocida. Es ahí donde realmente se ensaya el material. Dentro de ella se marcan los límites de la longitud de referencia L₀, donde se mide el alargamiento.
• Cabezas: los extremos sujetos en las mordazas. Tienen una sección mayor que la zona útil, para que el esfuerzo en ellas sea menor y la rotura no ocurra ahí. La forma depende del tipo de sujeción: lisa para mordaza de cuña, roscada o con brida.
• Radio de transición (R): la curva que une la cabeza con la zona útil. Un cambio brusco de sección concentraría esfuerzos y haría que la probeta se rompiera en la transición; el radio distribuye ese cambio.

El esquema de abajo muestra estas tres regiones en los formatos más usados: la cilíndrica de metal, la tipo halterio de plástico y la tipo halterio de hule. Las marcas en naranja delimitan la longitud de referencia. En la cilíndrica, las cotas mínimas de la parte paralela y del radio cambian según la norma: 75 mm y 10 mm en la ASTM E8M; L₀ + d/2 y 0.75·d en la ISO 6892-1.

Por qué cada material tiene su formato

• Metal: probetas maquinadas, redondas o planas. En la ISO 6892-1 la longitud de referencia es proporcional a la sección, L₀ = 5.65·√S₀ (en la redonda, 5 veces el diámetro). Así se puede comparar el alargamiento de probetas de tamaños distintos. La ASTM E8 usa 4 diámetros, y la E8M, 5: por eso el alargamiento solo se compara entre ensayos con la misma L₀.
• Plástico: la probeta plana tipo halterio, moldeada por inyección o maquinada de placa. En la ISO 527-2 tipo 1A, la parte angosta mide 10 × 4 mm y 80 mm de largo, y las cabezas más anchas garantizan que la rotura quede en la parte angosta.
• Hule y elastómero: la probeta tipo halterio se corta con un troquel (suaje) de una placa de 2 mm. En la ISO 37 tipo 1, la parte angosta es corta (33 mm) y la transición tiene dos radios. Como el hule se alarga varias veces su propia longitud, la longitud de prueba es de solo 25 mm.

Sección redonda o rectangular y dirección de extracción

Las probetas de piezas fundidas y de barras torneadas suelen tener sección redonda; las extraídas de lámina o placa, sección rectangular. En láminas laminadas, la dirección de extracción importa: las propiedades cambian entre la dirección de laminación y la transversal (anisotropía), y la dirección se anota en el informe. Las varillas corrugadas, los alambres y los cables no se maquinan: se ensayan completos, con mordazas propias para cada uno.

Dimensiones por norma

La tabla resume las dimensiones de las probetas más usadas en cada norma:

Norma y tipo	Sección útil	Longitud de referencia
ISO 6892-1, proporcional	cualquiera	5.65√S0 (en la redonda, 5d0), mínimo 15 mm
ASTM E8, redonda estándar (cotas de la E8/E8M-09)	d = 12.5 mm	50 mm (4D)
ASTM E8M, redonda	d = 12.5 mm	62.5 mm (5D)
ASTM E8, redondas menores	d = 9 / 6 mm	36 / 24 mm
ASTM E8, lámina (sheet-type)	ancho 12.5 mm	50 mm
ASTM E8, placa (plate-type)	ancho 40 mm	200 mm
ASTM D638 tipo I (plástico)	ancho 13 mm, espesor hasta 7 mm	50 mm
ASTM D638 tipo V (poco material)	ancho 3.18 mm	7.62 mm
ISO 527-2 tipo 1A (plástico)	10 × 4 mm	75 mm (l₃ = 170 mm)
ISO 37 tipo 1 (hule; troquel C de la ASTM D412)	6.2 × 2.0 mm	25 mm (A = 115 mm)

Ensayo de tracción paso a paso

1. Extraer y maquinar la probeta. Registrar el lugar y la dirección de extracción, que se anotan en el informe. La superficie no puede tener muescas ni rebabas.
2. Medir S₀. Con micrómetro, en más de una posición y dirección.
3. Marcar L₀. Marcas finas, que no inicien grietas. Proporcional: L₀ = 5.65√S₀, con al menos 15 mm.
4. Verificar la temperatura. Entre 10 y 35 °C, o 23 ± 5 °C cuando el ensayo requiere condición controlada.
5. Poner en cero la fuerza y sujetar en las mordazas. La celda de carga se pone en cero antes de sujetar la probeta. Mordazas de cuña para metales, bien alineadas con el eje.
6. Aplicar una precarga pequeña e instalar el extensómetro. La precarga elimina las holguras del conjunto sin llevar el material a la fluencia.
7. Traccionar a la velocidad de la norma. En el método A de la ISO 6892-1, 0.00025 s⁻¹ (±20 %) hasta determinar la fluencia, después 0.0067 s⁻¹ (±20 %) hasta la rotura. Son los valores recomendados: la norma admite también 0.00007 s⁻¹ antes y 0.00025 o 0.002 s⁻¹ después. En la ASTM E8, control A, la velocidad de esfuerzo en el tramo elástico queda entre 1.15 y 11.5 MPa/s (E8/E8M-09, la edición que consultamos).
8. Retirar el extensómetro, si no es del tipo que soporta la rotura, después de la fluencia y antes de la fractura.
9. Medir después de la rotura. Juntar las partes y medir L_u; medir el diámetro mínimo para Z. El alargamiento solo es válido si la fractura queda a por lo menos L₀/3 de la marca más cercana, salvo que el valor ya cumpla el mínimo especificado.
10. Calcular, redondear y emitir el informe.

Para una probeta de 10 mm con longitud paralela de 60 mm, como la del ejemplo resuelto más adelante, la velocidad del travesaño en el método A2 sería de aproximadamente 0.9 mm/min hasta la fluencia y 24 mm/min después de ella.

El paso 9 tiene una regla de validez, detallada en el esquema de abajo. Arriba, la posición de la fractura: con las mitades juntas, se mide L_u, y el resultado es válido si la fractura quedó a por lo menos L₀/3 de la marca más cercana; fuera de eso, solo es válido si el alargamiento ya alcanzó el mínimo. Abajo, el recurso del Anexo I de la ISO 6892-1, usado por acuerdo, para no perder la probeta que se rompió cerca de la marca: dividir L₀ en intervalos de 5 mm antes del ensayo y recalcular A a partir de las marcas X y Y, a la misma distancia de la fractura, y de una marca Z más allá de Y; la fórmula aparece en el propio esquema.

Gráfica esfuerzo-deformación del ensayo de tracción

Durante el ensayo, la máquina registra la fuerza y el alargamiento. El software divide la fuerza entre el área inicial S₀ y el alargamiento entre la longitud de referencia L₀, y traza la curva esfuerzo × deformación, de donde se obtienen todas las propiedades del ensayo. A continuación se presentan las regiones de esa curva, lo que significa cada propiedad y cómo cambia la forma de la curva entre materiales dúctiles y frágiles. La lectura detallada está en el artículo sobre el diagrama esfuerzo-deformación.

Las regiones de la curva y los puntos A, B, C y D

La curva de un metal dúctil pasa siempre por las mismas cuatro regiones: elástica, fluencia, endurecimiento por deformación y estricción. Cuatro puntos marcan las transiciones entre ellas: A, el límite de proporcionalidad, donde la curva deja de ser recta; B, el límite elástico, justo arriba; C, la resistencia a la tracción; y D, la rotura. La gráfica siguiente muestra las regiones y los puntos en una curva típica.

Leyendo esta curva de izquierda a derecha:

• Región elástica, hasta los puntos A y B. El esfuerzo y la deformación crecen juntos, en línea recta. Si se retira la carga en este tramo, la probeta regresa a su longitud inicial. La pendiente de la recta es el módulo de elasticidad.
• A, límite de proporcionalidad, y B, límite elástico. El límite de proporcionalidad es el último esfuerzo en el que la curva todavía es recta; el límite elástico es el mayor esfuerzo que el material soporta sin quedar con deformación permanente. En los metales ambos están tan cerca que, en la práctica, se confunden, y son difíciles de medir. Por eso las normas usan en su lugar el límite de fluencia convencional, R_p0.2.
• Fluencia. Comienza la deformación plástica, que es permanente. Los aceros de bajo carbono muestran una meseta en la que la probeta se alarga sin que la fuerza aumente (R_eH y R_eL); en la mayoría de los metales la transición es gradual.
• Endurecimiento por deformación, hasta el punto C. La deformación plástica endurece el metal y la fuerza vuelve a subir hasta el máximo. El punto C es la resistencia a la tracción, R_m.
• Estricción, de C a D. La deformación se concentra en un punto, la sección se adelgaza formando un cuello y la fuerza cae hasta la rotura, en el punto D. La curva de ingeniería cae porque divide la fuerza entre el área inicial; en la sección que se adelgaza, el esfuerzo real sigue aumentando.

Qué significa cada propiedad de la curva

Módulo de elasticidad (E). Es la razón entre esfuerzo y deformación en el tramo recto, E = σ / ε, y mide la rigidez: cuanto mayor es, menos se deforma el material bajo el mismo esfuerzo. En los metales depende de los enlaces entre los átomos y casi nada de la microestructura; por eso un acero recocido y uno templado tienen prácticamente el mismo E, entre 190 y 210 GPa. Es la ley de Hooke aplicada al material.

Deformación elástica y deformación plástica. La elástica es reversible y desaparece cuando se retira la carga. Superada la fluencia, el esfuerzo deja de ser proporcional a la deformación y parte del alargamiento queda permanente: es la deformación plástica, que permite conformar el metal y que avisa antes de la rotura.

Límite de fluencia (R_p0.2, R_eH, R_eL). Es el esfuerzo en el que comienza la deformación permanente, y es la base del diseño estructural: la pieza se dimensiona para trabajar por debajo de él. Cuando no hay meseta, se usa el método del offset de 0.2 %, que se muestra en "Cómo calcular", más adelante.

Resistencia a la tracción (R_m). Es el mayor esfuerzo de ingeniería de la curva, R_m = F_m / S₀. Después de él comienza la estricción y la pieza ya no soporta una carga mayor.

Ductilidad (A y Z). Es cuánto se deforma plásticamente el material hasta romperse, medida por el alargamiento después de la rotura (A) y por la estricción (Z). Un material con poca o ninguna deformación plástica es frágil. La ductilidad indica cuánto se va a deformar la pieza, y avisar, antes de romperse, y cuánta conformación acepta en la fabricación.

Tenacidad. Es la energía que el material absorbe hasta la fractura, representada por el área bajo toda la curva: combina resistencia y ductilidad. Es deseable en piezas sujetas a impacto, como engranes y cadenas. La tenacidad al impacto, con muesca y alta velocidad, se mide en otro ensayo, el de impacto Charpy.

Resiliencia. Es la energía que el material absorbe en el tramo elástico y devuelve al descargarse, medida por el módulo de resiliencia U_r = σ_e² / (2E), el área bajo el tramo recto. Para un acero con fluencia de 350 MPa y E de 205 GPa, el mismo del ejemplo resuelto más adelante, U_r = 350² / (2 × 205,000) = 0.30 MJ/m³. Los materiales para resortes necesitan fluencia alta y módulo bajo.

Endurecimiento por deformación (acritud). Es el endurecimiento del metal por su propia deformación plástica: las dislocaciones se multiplican y se traban, y se necesita más fuerza para seguir deformando. Es el tramo que sube entre la fluencia y el punto C.

Estricción. Es la formación del cuello, cuando el endurecimiento por deformación ya no compensa la reducción de la sección y la deformación se concentra en un punto. La reducción de área en la fractura (Z) mide cuánto se adelgazó la sección.

Coeficiente de Poisson (ν). Cuando la probeta se alarga, también se adelgaza. El coeficiente de Poisson es la razón, con signo positivo, entre la deformación lateral y la axial: ν = −ε_lateral / ε_axial. En los metales está entre 0.25 y 0.35, y el máximo teórico es 0.5. Para medirlo se usa un extensómetro axial y otro transversal.

Materiales dúctiles y frágiles

Los materiales dúctiles, como el acero de bajo carbono, el cobre y la mayoría de los polímeros, se deforman bastante en el régimen plástico y forman cuello antes de romperse. Los materiales frágiles, como el hierro fundido gris, el acero templado y las cerámicas, casi no se deforman plásticamente y se rompen de golpe. La forma de la curva depende también de la composición, del tratamiento térmico, de la deformación que el material ya sufrió, de la velocidad de ensayo y de la temperatura.

La forma de la curva también revela el tipo de fractura: la fractura dúctil, en copa y cono, viene con estricción y Z alto; la frágil es plana y perpendicular al eje, sin estricción. Vea la diferencia en ductilidad.

Las tres gráficas siguientes comparan metales de comportamiento diferente: el acero de bajo carbono, dúctil y con meseta de fluencia; el cobre, dúctil y sin meseta; y el hierro fundido gris, que se rompe casi sin deformación plástica.

Cómo calcular: fórmulas del ensayo de tracción

Todo el ensayo se resume en dividir fuerza entre área y alargamiento entre longitud. La notación siguiente es la de ISO 6892-1 (ABNT NBR ISO 6892-1 en Brasil).

Magnitud	Fórmula	Unidad
Área inicial (redonda / plana)	S0 = π·d0² / 4  o  S0 = a0·b0	mm²
Longitud de referencia proporcional	L0 = 5.65·√S0 (en la redonda, 5·d0)	mm
Esfuerzo de ingeniería	σ = F / S0	MPa (N/mm²)
Deformación de ingeniería	ε = ΔL / L0	adimensional o %
Módulo de elasticidad	E = Δσ / Δε en el tramo lineal	GPa
Resistencia a la tracción	Rm = Fm / S0	MPa
Alargamiento después de la rotura	A = (Lu − L0) / L0 × 100	%
Estricción	Z = (S0 − Su) / S0 × 100	%
Esfuerzo y deformación verdaderos (hasta Fm)	σV = σ(1 + ε); εV = ln(1 + ε)	MPa; adimensional

El límite de fluencia por el método del offset. Cuando el material no tiene meseta de fluencia, se traza una recta paralela al tramo elástico, desplazada 0.2 % en el eje de la deformación. El punto donde cruza la curva es el R_p0.2. El módulo de elasticidad es la pendiente del tramo lineal, que es la ley de Hooke; más detalles en módulo de elasticidad y en resistencia a la tracción.

La gráfica siguiente muestra estas lecturas en una curva de acero, con los mismos números del ejemplo resuelto a continuación: el módulo por la pendiente del tramo recto, el R_p0.2 por el offset, el R_m en el punto más alto y el alargamiento A después de la recuperación elástica.

Ejemplo resuelto: del ensayo al resultado

Una probeta redonda de acero con d₀ = 10.00 mm se ensayó conforme a ISO 6892-1 con extensómetro. Lecturas: fuerza en el offset de 0.2 % de 27.5 kN, fuerza máxima de 33.0 kN, longitud final entre marcas de 57.5 mm, diámetro en el cuello de 6.20 mm. En el tramo elástico, entre 50 y 150 MPa, el extensómetro leyó 0.02439 mm.

1. Área: S₀ = π × 10² / 4 = 78.54 mm².
2. Longitud de referencia: L₀ = 5.65 × √78.54 = 50.07 mm, en la práctica 50 mm (5d₀).
3. Fluencia: R_p0.2 = 27,500 / 78.54 = 350 MPa.
4. Resistencia: R_m = 33,000 / 78.54 = 420 MPa.
5. Módulo: Δσ = 100 MPa; Δε = 0.02439 / 50 = 0.000488; E = 100 / 0.000488 = 205 GPa.
6. Alargamiento: A = (57.5 − 50) / 50 × 100 = 15.0 %.
7. Estricción: S_u = π × 6.20² / 4 = 30.19 mm²; Z = (78.54 − 30.19) / 78.54 × 100 = 62 %.

Probeta	d0 (mm)	S0 (mm²)	Rp0.2 (MPa)	Rm (MPa)	E (GPa)	A (%)	Z (%)
1	10.00	78.54	350	420	205.0	15.0	62

La fila anterior ya está en el formato del informe, con el redondeo recomendado por la norma, salvo otra regla de la norma de producto: resistencias al MPa entero, alargamiento a 0.5 % y estricción a 1 %. Los valores son compatibles con un acero 1020 estirado en frío. Es un ejemplo didáctico.

Plástico, ASTM D638 tipo I. Sección de 13.0 × 3.2 mm = 41.6 mm² y fuerza máxima de 2.08 kN: σ = 2,080 / 41.6 = 50.0 MPa. Si el ensayo duró 40 s, la velocidad fue demasiado alta: la D638 pide la menor velocidad que rompa la probeta en un tiempo de entre 0.5 y 5 minutos.

Qué incluye el informe del ensayo de tracción

Según ISO 6892-1 (cláusula 22), el informe incluye como mínimo:

• la norma y el código de la condición de velocidad (por ejemplo, "ISO 6892-1:2019 A224");
• la identificación y el tipo de probeta;
• el material, si se conoce, y el lugar y la dirección del muestreo;
• el modo de control y las velocidades, cuando sean diferentes de las recomendadas;
• los resultados redondeados.

En la práctica de laboratorio se agregan la curva, el operador, la máquina y la fecha de calibración (ISO 7500-1, ABNT NBR ISO 7500-1 en Brasil), la clase del extensómetro (ISO 9513, ABNT NBR ISO 9513 en Brasil) y el promedio y la desviación estándar de varias probetas. El software de ensayos arma este informe con las curvas superpuestas.

Ensayo de tracción por material

El ensayo es el mismo, pero la norma, la probeta, las mordazas y lo que se busca en la curva cambian de un material a otro.

Acero y varilla corrugada

En acero, el ensayo sigue la ISO 6892-1 (ABNT NBR ISO 6892-1 en Brasil) o la ASTM E8, con el límite de fluencia por el método de offset de 0.2 % o, en aceros con meseta de fluencia, por los límites superior e inferior. Valores típicos, que dependen del estado y del diámetro:

Acero y condición	Fluencia (MPa)	Rm (MPa)	A en 50 mm (%)	Fuente
AISI 1020 estirado en frío	350	420	15	AZoM
AISI 1045 laminado en caliente	310	565	16	AZoM
AISI 1045 estirado	450	585	12	AZoM
AISI 4140 recocido	415	655	25.7	AZoM

El módulo de elasticidad de todos ellos queda entre 190 y 210 GPa: el tratamiento cambia la resistencia, no la rigidez. Vea módulo de elasticidad del acero.

Varilla corrugada CA-50. La ABNT NBR 7480:2024 (la norma brasileña de acero de refuerzo para concreto armado) exige a la categoría brasileña CA-50 un esfuerzo de fluencia de al menos 500 MPa, una relación mínima entre resistencia y fluencia y un alargamiento de al menos 8 % en 10 diámetros. Ejemplo con una varilla de 12.5 mm (área nominal de 122.7 mm²): una fuerza de fluencia de 67.0 kN da f_y = 546 MPa; una fuerza máxima de 83.5 kN da f_st = 680 MPa, relación de 1.25; con L₀ = 125 mm y L_u = 141.5 mm, A = 13.2 %. La varilla cumple. Los mínimos de las tres categorías están en ductilidad. La foto de abajo muestra una varilla sujeta en las mordazas de cuña: la barra se ensaya completa, sin maquinar.

Polímeros y compuestos

Los plásticos rígidos y semirrígidos siguen la ASTM D638-22, con probeta tipo halterio (hueso de perro, tipos I a V) y espesor de hasta 14 mm; las películas de menos de 1 mm pasan a la ASTM D882. El resultado depende mucho de la velocidad, la temperatura y la humedad, y por eso la probeta se acondiciona antes (23 °C y 50 % de humedad relativa). La equivalente ISO es la ISO 527-2, revisada en 2025. Los compuestos de fibra siguen la ASTM D3039, con probeta rectangular y refuerzos (tabs) pegados en los extremos. La foto de abajo muestra una probeta de plástico tipo halterio montada en las mordazas.

Los polímeros son mucho más sensibles a la velocidad de ensayo y a la temperatura que los metales, y se deforman por mecanismos diferentes. Por eso hay tres formas típicas de curva: el polímero frágil (A), que se rompe poco después del tramo elástico; el dúctil (B), que fluye, forma un cuello que se propaga por la probeta y se alarga mucho; y el elastómero (C), que se alarga varias veces su propia longitud con un esfuerzo bajo. Las tres formas están en la gráfica de abajo.

Concreto

El concreto casi no se ensaya en tracción directa. En Brasil se usa la tracción por compresión diametral (tracción indirecta, ABNT NBR 7222:2011, la norma brasileña de este ensayo): un cilindro acostado se comprime a lo largo de la generatriz y f_ct,sp = 2F / (π·d·L). Un cilindro de 100 × 200 mm que se rompe a 110 kN tiene 3.50 MPa. El ensayo se hace en prensa; vea ensayo de compresión.

Cerámicas

Las cerámicas son duras, pero frágiles, y rara vez se ensayan a tracción: cualquier grieta introducida en la fabricación o en la sujeción de la probeta hace que la pieza se rompa antes de tiempo, y la mordaza tiende a quebrarlas. Por eso la resistencia de las cerámicas se mide, en general, por flexión en 3 o 4 puntos, con probetas en forma de barra.

Por qué usar extensómetro en el ensayo de tracción

La deformación puede medirse de dos formas, y la diferencia empieza por el tramo de la probeta que se mide. Sin extensómetro, se calcula a partir del desplazamiento del travesaño, y lo que se alarga en esa cuenta es la probeta completa entre las mordazas: el tramo útil, las zonas de transición (radios) y la parte de las cabezas que queda fuera de las cuñas. Solo en el tramo útil la sección es constante y el esfuerzo es el calculado (F/S₀); en las zonas de transición y en las cabezas la sección es mayor, el esfuerzo es menor y la deformación también, así que el promedio sobre la probeta completa no representa al material. Además, el desplazamiento del travesaño no es solo de la probeta: suma la deformación elástica de la propia máquina (columnas, celda de carga, adaptadores), la de las mordazas, el asentamiento de las cuñas al inicio del ensayo y cualquier deslizamiento. En el tramo elástico, en el que la probeta se alarga unas pocas centésimas de milímetro, esas parcelas son mayores que la del propio material.

Con el extensómetro, la deformación se mide solo en la región de interés. Se fija en la propia probeta, con dos cuchillas apoyadas en el tramo útil y separadas por la longitud de referencia L₀, donde la sección es uniforme y el esfuerzo es conocido, y mide únicamente el alargamiento que ocurre entre ellas: nada de la máquina, de las mordazas ni de las zonas de transición entra en la lectura. La foto de abajo muestra un extensómetro Biopdi sujeto a una probeta plana.

Para ver el tamaño de la diferencia, la gráfica de abajo muestra el mismo ensayo medido de las dos formas, con los números del ejemplo resuelto (acero, R_p0,2 de 350 MPa, R_m de 420 MPa, E de 205 GPa). La fuerza es la misma en las dos curvas; solo cambia la deformación. A la izquierda está la curva completa: la del travesaño, en naranja, queda desplazada hacia la derecha de principio a fin y termina con 20 % de alargamiento, contra 15 % de la probeta. En la gráfica de abajo, a la derecha, está el inicio de la curva ampliado, que es de donde salen el módulo y el límite de fluencia.

En el tramo ampliado aparecen los efectos de la medición por el travesaño:

• Tramo inicial curvo. Mientras las cuñas se asientan en la probeta, el travesaño avanza sin que el material se deforme en la misma proporción. La curva empieza chueca, y el tramo recto solo aparece después.
• Módulo de elasticidad muy bajo. Por el travesaño, la pendiente del tramo recto da un módulo aparente de cerca de 34 GPa, contra los 205 GPa del acero medidos por el extensómetro. El valor aparente no es una propiedad del material: cambia con la máquina, las mordazas y la longitud de la probeta.
• Límite de fluencia imposible de leer. El R_p0,2 se lee donde la curva cruza la recta paralela al tramo elástico, desplazada 0.2 %. En la curva del extensómetro, eso da los 350 MPa correctos. En la curva del travesaño, la misma recta cae todavía en el asentamiento de las cuñas, y el resultado no tiene significado.
• Alargamiento mayor. Como el travesaño mide la probeta completa, entran en la cuenta la holgura y el deslizamiento de las mordazas, la deformación de la máquina y lo que las zonas de transición se deforman junto al tramo útil. Las cabezas, de sección mayor, casi no se deforman, pero el total aún sale mayor que el alargamiento real del material.

La gráfica de arriba es calculada, para aislar el efecto de la medición. La gráfica de abajo es de un ensayo real de aluminio, con dos probetas del mismo material en condiciones diferentes: la de la curva negra fue tratada térmicamente y medida sin extensómetro, por el travesaño; la de la curva roja, sin tratamiento, fue medida con extensómetro. Los dos efectos aparecen juntos. La resistencia a la tracción más alta de la curva negra, cerca de 180 MPa contra 130 MPa, viene del tratamiento térmico, y no de la medición, porque el R_m depende solo de la fuerza. En cambio, el alargamiento mucho mayor de la curva negra suma las dos causas: el material tratado y la deformación de la máquina y de las mordazas que el travesaño incluye.

Por eso, si el ensayo solo necesita el R_m, el travesaño basta. Para el módulo, el límite de proporcionalidad y un R_p0,2 confiable, el extensómetro es indispensable. El alargamiento después de la rotura es otro caso: según la ISO 6892-1, se mide en las marcas de la longitud de referencia, juntando las dos mitades de la probeta después del ensayo, o con el extensómetro; por el travesaño, no, salvo para completar la medición después de retirar el extensómetro pasada la fuerza máxima, como lo admite el Anexo A de la norma, de forma comprobable. La norma pide un extensómetro clase 1 de la ISO 9513 para la resistencia de prueba (R_p y R_t) y acepta la clase 2 para las propiedades con extensión superior a 5 %, y el tipo de extensómetro debe constar en el informe cuando se determina el módulo. Comparar dos materiales exige, además, que ambos se midan de la misma forma.

El extensómetro también tiene un límite: solo ve lo que ocurre entre las cuchillas. Si la estricción y la rotura ocurren fuera de la longitud de referencia, la lectura no registra el alargamiento concentrado en el cuello. Por eso la ISO 6892-1 tiene reglas para la posición de la fractura (el resultado es válido si queda a por lo menos L₀/3 de la marca más cercana, o si A ya alcanzó el mínimo especificado), y muchos laboratorios retiran el extensómetro después de la fluencia, para protegerlo del impacto de la rotura, y miden el alargamiento final por las marcas.

Extensómetro en el ensayo de tracción de polímeros

En los polímeros el problema cambia de causa, pero no desaparece. La deformación de la máquina pesa menos, porque la probeta es decenas de veces más flexible que ella y las fuerzas son bajas. En cambio, otros efectos crecen. Las zonas de transición y las cabezas de la probeta tipo halterio tienen el mismo módulo bajo que el tramo útil y una sección apenas unas dos veces mayor, así que se deforman bastante y entran en la lectura del travesaño. El polímero se desliza y se adelgaza dentro de las mordazas, porque el material fluye bajo la presión de las cuñas. Y, en los dúctiles, el cuello se propaga por la probeta y puede avanzar sobre las zonas de transición, de modo que el alargamiento por el travesaño se aleja todavía más del alargamiento en el tramo útil.

Por eso las normas de plásticos separan las dos magnitudes. Para el módulo en tracción, la ISO 527-1 exige un extensómetro clase 1 de la ISO 9513, y la ASTM D638 exige un extensómetro clase B-2 de la ASTM E83; el desplazamiento del travesaño no puede sustituirlo. Después de la fluencia la lógica se invierte. En los plásticos que forman cuello, este puede nacer fuera de las cuchillas, y el extensómetro dejaría de registrar el alargamiento. Las dos normas pasan entonces a usar la deformación nominal: el desplazamiento del travesaño dividido entre la distancia inicial entre mordazas. En el método preferido de la ISO 527-1 para probetas multipropósito, la deformación viene del extensómetro hasta la fluencia y del travesaño después de ella, y el resultado se reporta como nominal, sin compararlo con una deformación medida solo en el tramo útil. En elastómeros y películas, que se alargan varias veces su propia longitud, se usan extensómetros de gran carrera o medición óptica, sin contacto.

Normas del ensayo de tracción

La norma a la que se recurre depende del material y del cliente: un producto brasileño suele requerir la NBR ISO 6892-1 (la adopción brasileña de la ISO 6892-1); la exportación a Estados Unidos, la ASTM E8. Las dos no son idénticas: la temperatura (10 a 35 °C en la ISO, 10 a 38 °C en la ASTM), la longitud de referencia (5d en la ISO y en la E8M, 4D en la E8) y el control de velocidad cambian, y el alargamiento solo se compara entre ensayos hechos con la misma longitud de referencia.

La tabla reúne las normas de tracción más usadas, por material:

Norma	Aplicación	Edición vigente
ABNT NBR ISO 6892-1	metales, temperatura ambiente	2024, idéntica a la ISO 6892-1:2019 (cancela la de 2013; versión corregida de 07/2026)
ABNT NBR ISO 6892-2	metales, temperatura elevada	2024
ASTM E8/E8M	metales	E8/E8M-25
ASTM A370	productos de acero	A370-26
ABNT NBR 7480	varillas y alambres para concreto armado (norma brasileña)	2024 (equivale a la de 2022 corregida con la Enmienda 1)
ASTM D638	plásticos rígidos y semirrígidos	D638-22
ISO 527-2	plásticos (moldeo y extrusión)	2025
ASTM D882 e ISO 527-3	películas y láminas plásticas delgadas
ASTM D412	hules (cauchos) y elastómeros
ASTM D3039	compuestos de matriz polimérica
ASTM D5034 y D5035	telas: método grab y método de tira
ASTM D6319	guantes médicos de nitrilo (especificación del producto; la tracción sigue la ASTM D412)
ASTM D1414	anillos de sello (O-rings) de hule
ASTM F2458	adhesivos y selladores de tejido
ABNT NBR 7222	concreto, tracción por compresión diametral (norma brasileña)	2011
ABNT NBR ISO 7500-1 y 9513	calibración de la máquina y del extensómetro	7500-1: 2023; 9513: 2013

Errores comunes en el ensayo de tracción

1. Medir el módulo o la fluencia por el travesaño. Subestima el módulo. Use extensómetro.
2. Mordaza que se desliza. Aparece como un escalón o un dentado (dientes de sierra) en la curva antes de la fluencia. Corríjalo con una cuña adecuada a la dureza, más presión o refuerzos pegados.
3. Desalineación. Genera flexión, fractura en la mordaza y resistencia baja.
4. Velocidad fuera de norma. La fluencia es sensible a la velocidad de deformación. Registre el código de la condición y nunca acelere la máquina en la fluencia.
5. Fractura fuera del tercio central. Invalida el alargamiento, salvo que ya cumpla el mínimo.
6. Usar la dimensión nominal en una probeta maquinada. La probeta maquinada usa la dimensión medida. La varilla corrugada no se mide con vernier: según la NBR 7480, el área es la de un cilindro con la misma masa por metro que la barra, obtenida al pesarla.
7. Confundir el esfuerzo de ingeniería con el esfuerzo real. R_m no es el esfuerzo real en la fractura.

Máquina de ensayo de tracción: cómo elegir la capacidad

La fuerza máxima esperada es la resistencia por el área: F_m ≈ R_m × S₀. Elija una máquina con margen sobre ese valor. Un acero 1045 laminado (565 MPa) en una probeta de 12.5 mm (122.7 mm²) rompe cerca de 69 kN; una varilla corrugada CA-50 (grado brasileño) de 12.5 mm, cerca de 84 kN. Los dos piden el rango de 100 a 200 kN.

La máquina universal de Biopdi es electromecánica: un motor acciona los husillos que mueven el travesaño, con control fino de velocidad y posición, que es lo que piden las normas de tracción. Las mordazas sujetan la probeta y la mantienen alineada con el eje; los sistemas más comunes son de cuña, de rosca y de brida. La celda de carga mide la fuerza en cada instante, el encoder mide el desplazamiento del travesaño y el extensómetro mide el alargamiento en la propia probeta. El software controla el ensayo, traza la curva y genera el reporte. La exactitud del resultado depende tanto de la máquina como de su uso correcto: celda de carga dimensionada para la fuerza del ensayo y extensómetro en el tramo elástico. El panel de abajo muestra la máquina, la función de cada parte en el ensayo de tracción y las mordazas utilizadas.

Material y probeta	Rango de fuerza	Modelo Biopdi
Películas, alambres finos, cintas	200 N a 1 kN	MBIOI-1P-M2
Plásticos (D638, ISO 527), elastómeros, textiles	2 a 10 kN	MBIOI-10-M2 (columna extendida para gran alargamiento)
Láminas metálicas, compuestos, sujetadores	5 a 50 kN	MBIOII-50-M2
Varillas corrugadas, barras, perfiles, cables	100 a 200 kN	MBIOII-200-M2
Barras gruesas, cables de alta carga	300, 600 y 1,000 kN	MBIOII-300-M2, 600-M2, 1000-M2

Para materiales que se alargan mucho, como hules y plásticos dúctiles, revise también la carrera del travesaño: la columna extendida existe para eso. El funcionamiento interno de la máquina está en máquina universal de ensayos.

Videos de ensayo de tracción

Ensayos de tracción en acero y en polímero realizados en máquinas universales Biopdi, y la presentación del modelo de 100 kN.