Propiedades mecánicas de los materiales: qué son, cuáles son, ensayos, normas y valores del acero

Las propiedades mecánicas de los materiales son las características que definen cómo responde un material a las fuerzas y cargas aplicadas: cuánto se deforma, si la deformación se recupera, cuánta carga soporta, cuánta energía absorbe y cómo se rompe. Se miden con ensayos normalizados, como los de tracción, dureza e impacto.

Las principales son la resistencia (fluencia y resistencia a la tracción), la rigidez, la elasticidad, la plasticidad, la ductilidad, la maleabilidad, la resiliencia, la tenacidad, la dureza, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la fluencia lenta (creep). Casi todas se expresan a partir de dos magnitudes: el esfuerzo σ = F / S₀ y la deformación unitaria ε = ΔL / L₀. En este artículo presentamos cada propiedad con su unidad, su ensayo y su norma, con un enlace al artículo propio de cada una, y reunimos los valores del acero, los pares que más se confunden y ejercicios resueltos.

Qué son las propiedades mecánicas

Una propiedad es mecánica cuando solo aparece si el material recibe una fuerza. Callister y Rethwisch (Ciencia e ingeniería de materiales, cap. 6) relacionan el comportamiento mecánico con la deformación que sufre el material bajo una carga, y citan como principales la resistencia, la dureza, la ductilidad y la rigidez. La densidad, el punto de fusión y la conductividad eléctrica existen aun con la pieza en reposo; el límite de fluencia, no: solo se revela cuando alguien aplica carga y mide la respuesta.

En la foto, probetas de ensayo de varios materiales sobre la mesa del laboratorio: acero, polímero, concreto y un bloque de dureza. Cada propiedad de este artículo sale de uno de esos ensayos.

Por eso dependen de la forma de medir: la geometría de la probeta, la temperatura y la velocidad cambian el resultado, y cada propiedad tiene un ensayo estandarizado por normas ASTM, ISO y ABNT (las normas brasileñas). Un valor sin el ensayo y la condición del material (laminado, recocido, templado) no sirve para diseño ni para comparación.

Mecánicas, físicas y químicas

Callister agrupa las propiedades de los materiales en seis categorías: mecánicas, eléctricas, térmicas, magnéticas, ópticas y de deterioro. En la práctica de ingeniería es común reducirlas a tres grupos, resumidos en la tabla siguiente: las mecánicas responden a fuerzas, las físicas responden al calor, la electricidad, el magnetismo y la luz o describen la masa por volumen, y las químicas describen la reacción con el medio.

Grupo	Qué describe	Ejemplos
Mecánicas	respuesta a fuerzas	resistencia, módulo de elasticidad, dureza, tenacidad, ductilidad, fatiga, fluencia lenta (creep)
Físicas	respuesta al calor, la electricidad, el magnetismo y la luz; masa por volumen	densidad, punto de fusión, conductividad térmica y eléctrica, dilatación térmica, color
Químicas	reacción con el medio	resistencia a la corrosión, oxidación, reactividad

La pregunta "¿cuáles son las 4 propiedades de los materiales?" no tiene respuesta oficial: el número depende del autor. En las mecánicas, el cuarteto más citado es resistencia, rigidez, ductilidad y dureza, que es la lista del propio Callister. En los grupos generales, se habla de mecánicas, físicas y térmicas, eléctricas y magnéticas, y químicas. El artículo sobre tipos de materiales muestra cómo se distribuyen metales, cerámicos, polímeros y compuestos en esos grupos.

Las propiedades mecánicas, una por una

Antes de las propiedades, dos magnitudes. El esfuerzo es la fuerza dividida entre el área de la sección inicial de la probeta, σ = F / S₀; con la fuerza en newtons y el área en mm², resulta en N/mm², que es lo mismo que MPa. La deformación unitaria es el alargamiento dividido entre la longitud inicial, ε = ΔL / L₀, adimensional o en %. Ambas hacen que el resultado sea independiente del tamaño de la pieza, y la gráfica de una contra la otra, el diagrama esfuerzo-deformación, es de donde sale la mayor parte de las propiedades siguientes.

La cuadrícula de abajo reúne las doce propiedades de esta sección, cada una con un ícono que muestra cómo aparece en el ensayo o en la curva; haga clic para ir directo a la explicación.

Resistencia mecánica

La resistencia es el esfuerzo que el material soporta sin fluir o sin romperse, y por eso tiene dos números. Los tipos de resistencia y cómo se mide cada uno están en la guía de resistencia mecánica; el uso de esos números en el dimensionamiento es el tema de la resistencia de materiales. El límite de fluencia marca el inicio de la deformación permanente: R_eH y R_eL en los aceros con escalón de fluencia, R_p0.2 en los demás, y f_y en el diseño estructural. La resistencia a la tracción (resistencia última, UTS), R_m = F_máx / S₀, es el mayor esfuerzo de la curva. Ambos se miden en MPa en el ensayo de tracción (prueba de tensión) (ISO 6892-1:2024, ABNT NBR ISO 6892-1:2024 en Brasil; ASTM E8/E8M-25). En otros tipos de carga, se obtiene del ensayo de compresión, de flexión, de corte o de torsión.

Rigidez

La rigidez es la resistencia a la deformación elástica: cuanto menos se deforma el material bajo un esfuerzo dado, más rígido es. Se mide con el módulo de elasticidad (módulo de Young), E = σ / ε en el tramo lineal, en GPa, y en corte con el módulo de corte G. El acero tiene cerca de 200 GPa, el aluminio 69 GPa y los polímeros de 1 a 4 GPa. La medición exige un extensómetro en la probeta (ASTM E111-17(2025)e1).

Elasticidad

La elasticidad es la capacidad de volver a la forma original cuando se retira la carga. La deformación elástica es reversible y, en los metales, es lineal: se cumple la ley de Hooke, σ = E·ε, con la deformación unitaria ε y no con el alargamiento en milímetros. La linealidad termina en el límite de proporcionalidad, y la reversibilidad en el límite elástico, justo arriba; en los metales ambos casi coinciden. Mientras se alarga, la pieza también se adelgaza, y la relación entre ambas deformaciones es el coeficiente de Poisson, ν, de cerca de 0.3 en el acero y 0.2 en el concreto (ASTM E132-17(2025)e1).

Plasticidad y endurecimiento por deformación

La plasticidad es la capacidad de deformarse de forma permanente sin romperse. La deformación plástica comienza en la fluencia y es lo que permite laminar, forjar, estampar y extruir metales. En los metales proviene del movimiento de dislocaciones, defectos lineales de la red cristalina, y a medida que estas se multiplican y se bloquean, el material se endurece: es el endurecimiento por deformación (acritud). Cuánto se endurece un metal se mide con el exponente n de la ley de Hollomon, σ_v = K·ε_vⁿ, adimensional, determinado según ASTM E646-16(2024) o ISO 10275:2020 y usado, junto con el ensayo de embutición (Erichsen), para evaluar láminas para estampado.

Ductilidad y fragilidad

La ductilidad es la plasticidad medida en tracción hasta la rotura. Tiene dos medidas en el ensayo de tracción: el alargamiento después de la rotura, A = (L_u − L₀) / L₀ × 100, y la reducción de área, Z = (S₀ − S_u) / S₀ × 100, leída en el cuello que se forma antes de la rotura, la estricción. Lo opuesto es la fragilidad: el material frágil se rompe con poca o ninguna deformación plástica y sin aviso, como el vidrio, los cerámicos y el hierro fundido gris. El mismo material puede cambiar de lado: los aceros con estructura cúbica centrada en el cuerpo se vuelven frágiles a baja temperatura.

Maleabilidad

La maleabilidad es la capacidad de deformarse por compresión, laminado o martillado en láminas delgadas sin agrietarse. El oro, la plata, el cobre y el aluminio son los ejemplos clásicos. Maleabilidad y ductilidad van juntas en la mayoría de los metales, pero no son lo mismo: la maleabilidad se evalúa en compresión y conformado, la ductilidad en tracción.

Resiliencia

La resiliencia es la energía que el material absorbe en el régimen elástico y devuelve al descargarse. Es el área bajo el tramo recto de la curva esfuerzo-deformación, medida con el módulo de resiliencia U_r = σ_y² / (2E), en J/m³ (que tiene la misma dimensión que Pa). Los resortes necesitan una resiliencia alta, y la fórmula muestra el camino: fluencia alta y módulo bajo.

Tenacidad

La tenacidad es la energía absorbida hasta la fractura, sumando la parte elástica y la plástica. En tracción es el área bajo la curva completa, en J/m³, y combina resistencia con ductilidad. Bajo carga rápida y con entalla, se mide la energía de impacto en el ensayo de impacto Charpy, en joules (ASTM E23-25, ISO 148-1:2016). Con una grieta ya presente, la magnitud es la tenacidad a la fractura K_Ic, en MPa·√m (ASTM E399-24). La fractura en sí no es una propiedad, es el modo de falla: dúctil, con deformación visible y aspecto de copa y cono, o frágil, plana y súbita.

Dureza

La dureza es la resistencia a la penetración localizada, es decir, a la deformación plástica en la superficie. Se mide presionando un indentador de forma y carga conocidas y midiendo la huella: Brinell (HB, ASTM E10-23), Rockwell (HR, ASTM E18-25 e ISO 6508-1:2023), Vickers (HV, ISO 6507-1:2023) y Knoop, para microdureza. El número de dureza es convencional y depende de la escala; el ensayo de dureza detalla cada método. En los aceros existe la correlación aproximada R_m (MPa) ≈ 3.45 × HB (Callister), útil para control de calidad, nunca como sustituto del ensayo de tracción.

Resistencia a la fatiga

La fatiga es la falla bajo carga repetida, con esfuerzos por debajo de la resistencia a la tracción: en cada ciclo, una grieta microscópica crece un poco, generalmente a partir de un concentrador de esfuerzos, hasta que la sección restante ya no soporta la carga. La propiedad es la resistencia a la fatiga, el esfuerzo que el material soporta durante un número N de ciclos, leído en la curva S-N del ensayo de fatiga. Muchos aceros tienen un límite de fatiga, por debajo del cual no se rompen, típicamente entre 35 % y 60 % de la R_m (Callister). El acabado superficial, las entallas y los esfuerzos residuales pesan tanto como el material.

Fluencia lenta (creep)

La fluencia lenta (creep) es la deformación que crece con el tiempo bajo carga constante. En los metales se vuelve relevante a partir de cerca de 0.4 de la temperatura absoluta de fusión (Callister, cap. 8), por mecanismos de difusión y movimiento de dislocaciones activados por el calor; por eso importa en turbinas, calderas y tuberías de vapor. En los polímeros ocurre ya a temperatura ambiente. El ensayo de fluencia lenta (creep) mide la velocidad de deformación en el régimen estacionario y el tiempo hasta la rotura.

Fricción: propiedad del par, no del material

El coeficiente de fricción aparece en listas de propiedades mecánicas, pero depende de las dos superficies en contacto, del acabado y de la lubricación. Es una magnitud de la tribología, medida para el par de materiales, y no una propiedad de un material aislado.

Tabla maestra: propiedad, unidad y ensayo

La tabla siguiente resume las propiedades de la sección anterior en una sola consulta: el símbolo o la fórmula de cada una, la unidad en el SI y el ensayo que la mide. Las normas de cada ensayo, con la edición vigente, están en la sección de normas al final del artículo; el artículo sobre los principales ensayos mecánicos describe los ensayos en sí.

Propiedad	Símbolo o fórmula	Unidad	Ensayo
Límite de fluencia (esfuerzo de fluencia)	ReH, ReL, Rp0.2; fy en el diseño	MPa	tracción
Resistencia a la tracción (resistencia última)	Rm = Fmáx / S0	MPa	tracción
Módulo de elasticidad (rigidez)	E = σ / ε	GPa	tracción con extensómetro
Coeficiente de Poisson	ν = −εtrans / εlong	adimensional	tracción con extensómetro transversal
Módulo de corte	G = E / [2(1 + ν)]	GPa	torsión, o calculado a partir de E y ν
Ductilidad	A y Z	%	tracción
Exponente de endurecimiento por deformación	n, de σv = K·εvn	adimensional	tracción
Resiliencia	Ur = σy² / (2E)	J/m³	tracción
Tenacidad en tracción	área bajo la curva hasta la rotura	J/m³	tracción
Energía de impacto	KV (Charpy con entalla en V)	J	impacto
Tenacidad a la fractura	KIc	MPa·√m	probeta preagrietada
Dureza	HB, HV, HR	número de dureza	dureza
Resistencia a la fatiga	esfuerzo para N ciclos (curva S-N)	MPa	fatiga
Fluencia lenta (creep)	velocidad estacionaria; tiempo hasta la rotura	%/h; h	fluencia lenta (creep)

La columna de ensayos muestra por qué el de tracción es el más usado para caracterizar materiales: con extensómetro, por sí solo da ocho de las catorce filas.

Lo que revela la curva esfuerzo-deformación

La curva del ensayo de tracción concentra la mayoría de las propiedades, y cada una tiene un lugar en ella. Según la nomenclatura del artículo sobre el diagrama esfuerzo-deformación, que incluye la figura con los puntos:

• Pendiente del tramo recto: módulo de elasticidad E, la rigidez.
• Punto A, fin del tramo recto: límite de proporcionalidad.
• Punto B, justo arriba: límite elástico; en la práctica se usa la fluencia, R_eH/R_eL o R_p0.2.
• Punto C, el máximo: resistencia a la tracción R_m.
• Punto D, la rotura: alargamiento A y, en la probeta rota, reducción de área Z.
• Áreas: bajo el tramo elástico, la resiliencia; bajo la curva completa, la tenacidad en tracción.

Quedan fuera de ella la dureza (indentación), la energía de impacto (péndulo), la resistencia a la fatiga (carga cíclica), la fluencia lenta (carga constante durante mucho tiempo) y el K_Ic (probeta con grieta).

Propiedades mecánicas del acero

El acero es el material en el que las propiedades mecánicas aparecen más en las normas, y los valores son de tres tipos que no se mezclan: valores de cálculo, fijados por la norma de diseño; mínimos de especificación, que el producto tiene que alcanzar; y valores típicos de ensayo. La primera tabla presenta los valores de cálculo de las propiedades elásticas.

Propiedad	Valor de cálculo	Fuente
Módulo de elasticidad E	200 GPa	ABNT NBR 8800:2008, norma brasileña de estructuras de acero
Módulo de elasticidad Es del acero de refuerzo	210 GPa	ABNT NBR 6118:2023, norma brasileña de concreto reforzado
Coeficiente de Poisson ν	0.3	ABNT NBR 8800:2008
Módulo de corte G	77 GPa	ABNT NBR 8800:2008

Los tres valores de la NBR 8800 son coherentes entre sí: G = E / [2(1 + ν)] = 200 / 2.6 = 77 GPa, el cálculo del ejercicio 3. Los libros de texto tabulan E alrededor de 207 GPa (Callister, Tabla 6.1); la diferencia con los 200 GPa y los 210 GPa de las normas no es un error, es redondeo de diseño, y el intervalo real de los aceros está entre 200 y 210 GPa. El artículo sobre el módulo de elasticidad del acero analiza esa diferencia.

La segunda tabla presenta los mínimos de resistencia de dos aceros muy usados en Brasil, el estructural ASTM A36 (placas, perfiles y barras) y la varilla corrugada brasileña CA-50, junto con un valor típico del acero mecánico 1020 para comparación:

Acero	Fluencia (MPa)	Rm (MPa)	Otros requisitos
ASTM A36, mínimos	≥ 250	400 a 550	placas, perfiles y barras
CA-50, mínimos (ABNT NBR 7480:2024, norma brasileña de varilla corrugada)	fyk ≥ 500	fst ≥ 1.10 fy	A ≥ 8 % en 10 diámetros
1020 laminado en caliente, típico (MatWeb)	205	380	A de 25 %
1020 estirado en frío, típico (ASM)	350	420	A de cerca de 15 %

Los mínimos de norma no son valores típicos: la varilla real suele quedar por encima de ellos. En un estudio con barras CA-50 sin corrosión ensayadas según la ISO 6892-1 (ABNT NBR ISO 6892-1 en Brasil) (Lima Júnior, CONTECC 2021), la barra de 10 mm dio f_y de 540 MPa, f_st de 670 MPa y alargamiento de 8.66 %. La relación f_st/f_y ≥ 1.10 es de la edición 2024 de la NBR 7480; los textos que citan 1.08 usan la edición de 2007. Los límites de fluencia de otros aceros y condiciones están en el artículo sobre límite elástico y límite de fluencia.

Temperatura, velocidad y procesamiento

La misma aleación da propiedades diferentes según la temperatura, la velocidad de carga y la historia de fabricación. Por eso el certificado de un material siempre indica la condición de suministro y el informe de ensayo indica la temperatura y la velocidad.

Temperatura y velocidad de carga

Al calentar, el módulo, la fluencia y el R_m bajan, y la ductilidad tiende a subir. Por encima de cerca de 0.4 de la temperatura absoluta de fusión, los metales empiezan a sufrir fluencia lenta (creep), y la resistencia de diseño deja de ser la del ensayo corto. En el frío, los aceros ferríticos pasan por una transición dúctil-frágil: la energía Charpy cae bruscamente por debajo de un intervalo de temperatura, y el mismo acero que absorbe mucha energía a 20 °C puede romperse como vidrio bajo cero. Por eso los aceros para baja temperatura se especifican con una energía Charpy mínima a una temperatura definida.

La velocidad actúa de forma parecida: cargar más rápido tiende a elevar la fluencia y reducir la ductilidad, poco en los aceros y mucho en los polímeros. Por eso la ISO 6892-1 recomienda el control por velocidad de deformación (método A), y las normas de plásticos (ASTM D638-22, ISO 527-1:2019) fijan la velocidad del ensayo.

Procesamiento: trabajo en frío y tratamiento térmico

El trabajo en frío aumenta la fluencia y la dureza y reduce la ductilidad, por acritud (endurecimiento por deformación). El acero 1020 de la tabla anterior lo muestra: laminado en caliente, fluye a 205 MPa y alarga 25 %; estirado en frío, fluye a cerca de 350 MPa y alarga cerca de 15 %. La varilla brasileña CA-60, con f_yk ≥ 600 MPa, obtiene su resistencia de la misma forma, por trefilado o laminado en frío de acero de bajo carbono.

Los tratamientos térmicos cambian la microestructura. El temple aumenta la dureza y el R_m y reduce la tenacidad; el revenido y el recocido recuperan tenacidad y ductilidad. El acero 4140 fluye a cerca de 415 MPa recocido y a cerca de 1,600 MPa templado y revenido a 205 °C (valores típicos, que varían según la fuente). El módulo de elasticidad, sin embargo, queda prácticamente igual en las dos condiciones, cerca de 205 GPa, porque depende de los enlaces atómicos y no de la microestructura. La resistencia y la dureza son sensibles al procesamiento; la rigidez, casi nada.

Pares que se confunden

La mayor parte de los errores sobre propiedades mecánicas, en libros, apuntes y respuestas hechas, viene de tratar dos propiedades diferentes como si fueran una. Los cuatro pares siguientes son los más frecuentes.

Rigidez y resistencia

La rigidez indica cuánto se deforma el material bajo un esfuerzo; la resistencia indica cuánto esfuerzo soporta antes de fluir o romperse. Una no predice la otra. Las gráficas siguientes comparan el acero 1020 laminado en caliente con el aluminio 6061-T6: a la izquierda, la curva completa muestra que el aluminio fluye a un esfuerzo mayor (R_p0.2 de 276 MPa contra 205 MPa del acero); a la derecha, el inicio ampliado muestra que, bajo los mismos 150 MPa, el aluminio se deforma 0.217 % y el acero 0.075 %, porque el E del acero es 2.9 veces mayor.

En la práctica, cambiar un acero común por un acero de alta resistencia hace la pieza más fuerte, pero no más rígida: la deflexión de una viga y el pandeo de una columna, gobernados por E, siguen iguales. La elasticidad tampoco es rigidez: el hule es muy elástico, porque vuelve a su forma, y poco rígido, porque se deforma mucho.

Resiliencia y tenacidad

La resiliencia es la energía elástica, recuperable al descargar; la tenacidad es la energía total hasta la fractura, incluida la plástica. En un acero dúctil, la tenacidad es casi mil veces mayor que la resiliencia, porque casi toda la energía proviene de la deformación plástica. Y el ensayo Charpy mide tenacidad, no resiliencia, porque la probeta se lleva a la fractura.

Dureza y tenacidad

Duro no quiere decir tenaz. El vidrio es duro y poco tenaz; el acero de bajo carbono es menos duro y muy tenaz. En el mismo acero, el temple sin revenido aumenta la dureza y reduce la tenacidad.

Fatiga y resistencia a la fatiga

La fatiga es el fenómeno de falla bajo carga cíclica; la propiedad es la resistencia a la fatiga, o el límite de fatiga, que se lee en la curva S-N. De la misma forma, la fractura es un modo de falla y la propiedad correspondiente es la tenacidad a la fractura, K_Ic.

Cómo elegir el material por la propiedad

Conocer las propiedades sirve para elegir el material, dimensionar la pieza, planear la fabricación y analizar fallas. En el análisis de falla, la pregunta es qué propiedad faltó: fluencia en la sobrecarga, tenacidad en la fractura frágil, resistencia a la fatiga en la grieta que creció en servicio.

En la selección del material, el criterio rara vez es una propiedad aislada. Ashby (Materials Selection in Mechanical Design, 4.ª ed., 2011) propone índices de mérito que combinan propiedad y densidad ρ según la función de la pieza: para un tirante ligero con rigidez fija, maximizar E/ρ; para una viga ligera con rigidez fija, maximizar E^1/2/ρ; para un tirante ligero con resistencia fija, maximizar σ_y/ρ. El ejercicio 4 aplica los dos primeros al acero y al aluminio, con un resultado que sorprende: por masa, los dos son igual de rígidos en tracción, pero el aluminio es mucho mejor en flexión. El índice es un filtro inicial; el diseño se confirma con cálculo y ensayo.

Ejercicios resueltos

Los tres primeros ejercicios usan datos de ensayo en la máquina universal y comparan el resultado con la norma; el cuarto aplica los índices de mérito de la sección anterior.

Ejercicio 1: ¿la barra CA-50 cumple con la NBR 7480?

Barra de 10 mm sometida a tracción. Fuerza de fluencia de 42.4 kN, fuerza máxima de 55.0 kN, longitud de referencia L₀ = 10 diámetros = 100 mm y longitud después de la rotura L_u = 112 mm.

1. Área: S₀ = π × 10² / 4 = 78.54 mm².
2. Fluencia: f_y = 42,400 / 78.54 = 540 MPa, arriba de 500 MPa.
3. Resistencia: f_st = 55,000 / 78.54 = 700 MPa; f_st/f_y = 700 / 540 = 1.30, arriba de 1.10.
4. Alargamiento: A = (112 − 100) / 100 × 100 = 12 %, arriba de 8 %.

La barra cumple con los tres requisitos de tracción de la ABNT NBR 7480:2024.

Ejercicio 2: módulo de elasticidad con extensómetro

Probeta de placa A36 con sección de 12.5 × 5.0 mm y extensómetro con L₀ = 50 mm. Entre 5 kN y 10 kN, el extensómetro indica 0.020 mm más.

1. Área: S₀ = 12.5 × 5.0 = 62.5 mm².
2. Variación de esfuerzo: Δσ = 5,000 / 62.5 = 80 MPa.
3. Variación de deformación: Δε = 0.020 / 50 = 4.0 × 10⁻⁴.
4. Módulo cuerda (ASTM E111): E = 80 / 4.0 × 10⁻⁴ = 200,000 MPa = 200 GPa, el valor de la NBR 8800.

Si la deformación se tomara del desplazamiento del travesaño, el E saldría mucho menor, porque el travesaño suma a la probeta la holgura de las mordazas y la deformación de la propia máquina.

Ejercicio 3: coeficiente de Poisson y módulo de corte

En el mismo ensayo, un extensómetro transversal mide ε_trans = −1.2 × 10⁻⁴ cuando ε_long = 4.0 × 10⁻⁴.

1. Poisson: ν = 1.2 / 4.0 = 0.30.
2. Módulo de corte: G = 200 / [2 × (1 + 0.30)] = 200 / 2.6 = 76.9, cerca de 77 GPa, el valor de la NBR 8800.

Ejercicio 4: acero o aluminio por el índice de mérito

Acero: E = 200 GPa y ρ = 7.85 Mg/m³ (NBR 8800). Aluminio: E = 69 GPa (Callister, Tabla 6.1) y ρ = 2.70 Mg/m³ (Callister).

1. Tirante ligero y rígido, E/ρ: acero 200 / 7.85 = 25.5; aluminio 69 / 2.70 = 25.6. Empate técnico.
2. Viga ligera y rígida, E^1/2/ρ: acero √200 / 7.85 = 14.14 / 7.85 = 1.80; aluminio √69 / 2.70 = 8.31 / 2.70 = 3.08. El aluminio gana por cerca de 70 %.

Por eso el aluminio domina donde mandan la flexión y la masa, como en las estructuras aeronáuticas, aunque sea tres veces menos rígido que el acero.

Normas de las propiedades mecánicas

Cada propiedad proviene de un ensayo, y cada ensayo tiene su norma. La tabla reúne las normas citadas en este artículo, con la edición vigente cuando se conoce:

Norma	Qué trata	Edición
ABNT NBR ISO 6892-1	tracción de metales a temperatura ambiente (adopción brasileña de ISO 6892-1)	2024
ISO 6892-1	tracción de metales a temperatura ambiente	2019
ASTM E8/E8M	tracción de metales	E8/E8M-25
ASTM E111	módulo de Young, tangente y cuerda	E111-17(2025)e1
ASTM E132	coeficiente de Poisson a temperatura ambiente	E132-17(2025)e1
ASTM E646	exponente de endurecimiento por deformación n de láminas	E646-16(2024)
ISO 10275	exponente de endurecimiento por deformación n de láminas y flejes	2020
ASTM A370	ensayos mecánicos de productos de acero	A370-26
ASTM A36/A36M	acero al carbono estructural	vigente
ABNT NBR 7480	acero para refuerzo de concreto armado (norma brasileña)	2024
ABNT NBR 8800	diseño de estructuras de acero y mixtas (norma brasileña)	2008
ABNT NBR 6118	diseño de estructuras de concreto (norma brasileña)	2023
ASTM D638	tracción de plásticos	D638-22
ISO 527-1	tracción de plásticos, principios generales	2019
ASTM E23	impacto en barra entallada (Charpy e Izod)	E23-25
ISO 148-1	impacto Charpy, método de ensayo	2016
ASTM E399	tenacidad a la fractura KIc	E399-24
ASTM E10	dureza Brinell	E10-23
ASTM E18	dureza Rockwell	E18-25
ISO 6508-1	dureza Rockwell, método de ensayo	2023
ISO 6507-1	dureza Vickers, método de ensayo	2023
ASTM E466	fatiga axial con amplitud constante	vigente
ASTM E139	fluencia lenta (creep) y ruptura por fluencia lenta	vigente

Máquina para medir las propiedades mecánicas

La mayor parte de las propiedades de este artículo se obtiene con una máquina universal de ensayos: aplica fuerza con velocidad controlada, mide la fuerza con una celda de carga y, con un extensómetro en la probeta, mide la deformación con la precisión que exigen el módulo, el coeficiente de Poisson y el R_p0.2. Cambiando mordazas y dispositivos, la misma máquina realiza tracción, compresión, flexión y doblado. La dureza, el impacto Charpy y la fluencia lenta requieren equipos dedicados. Para fatiga, Biopdi cuenta con la cicladora Biocycle, y la máquina universal puede recibir un módulo dinámico, bajo consulta. El panel de abajo muestra la máquina universal Biopdi de la línea M2, la función de cada parte y las mordazas de tracción.

La elección de la capacidad depende del material: películas, alambres y polímeros van en los modelos de columna simple; metales, láminas y compuestos, en los de columna doble de hasta 50 kN; varillas corrugadas como la del ejercicio 1, en la máquina universal de 100 a 200 kN (MBIOII-200-M2). El software BioLab convierte la curva fuerza × desplazamiento en esfuerzo × deformación y genera el reporte. Las demás capacidades están en la página de la máquina universal de ensayos; el funcionamiento, en el artículo sobre la máquina universal de ensayos.