Resistencia mecánica: qué es, tipos, fórmula y valores

La resistencia mecánica es el mayor esfuerzo que un material soporta antes de fluir o romperse, y se calcula como la fuerza dividida entre el área de la sección (σ = F/A). Se expresa en MPa, que es lo mismo que N/mm². Cambia con el tipo de carga: tracción, compresión, flexión, corte o torsión. Cada una se mide en un ensayo normalizado.

Un ejemplo da el orden de magnitud: una probeta de acero de 10 mm de diámetro que se rompe a tracción con una fuerza máxima de 33.0 kN tiene una resistencia de 33,000 N ÷ 78.54 mm² = 420 MPa. Este artículo trata la resistencia como propiedad del material. Explica qué es, su fórmula y su unidad, sus tipos y cómo se mide. También da los valores del acero, el aluminio, el concreto, la madera y el plástico, explica qué la aumenta y enseña a leer un valor sin errores. La lista completa de las propiedades está en el artículo sobre las propiedades mecánicas de los materiales, y el cálculo de piezas, en la disciplina de resistencia de materiales.

En la foto se ven probetas de cinco materiales sobre el banco, con la máquina universal de ensayos al fondo: una barra cilíndrica de acero, una tira de aluminio, una probeta de plástico en forma de halterio (hueso de perro), un cilindro de concreto y un bloque de madera. Cada uno tiene una resistencia diferente y se ensaya de una manera diferente, que es el tema de las siguientes secciones.

Qué es la resistencia mecánica

La resistencia mecánica es un esfuerzo, no una fuerza. El esfuerzo es la fuerza dividida entre el área de la sección que la recibe, y eso es lo que convierte el número en una propiedad del material y no de la pieza. Decir que una barra "aguanta 3,365 kgf" describe esa barra. Decir que su acero resiste 420 MPa describe el acero. Una barra del mismo acero con el doble de diámetro tiene cuatro veces el área y aguanta cuatro veces la fuerza, pero su resistencia sigue siendo de 420 MPa. Por eso, materiales de tamaños diferentes solo se comparan por el esfuerzo.

La misma idea explica por qué la resistencia siempre va acompañada del tipo de carga. Un material puede resistir mucho a la compresión y poco a la tracción, como el concreto, o tener resistencias parecidas en los dos sentidos, como el acero. Por eso no existe "la" resistencia de un material sin decir de qué carga se habla. Cuando no se especifica, el tipo más citado es la resistencia a la tracción.

Dos números: fluencia y ruptura

En los materiales que se deforman plásticamente, como los metales, la resistencia tiene dos números. Ambos se leen en la curva esfuerzo-deformación del ensayo de tracción (prueba de tensión). El primero es el límite de fluencia, el esfuerzo en el que empieza la deformación permanente. En los aceros con meseta de fluencia se usan R_eH y R_eL. En los demás se usa R_p0.2, el esfuerzo que deja 0.2 % de deformación permanente. El segundo es la resistencia a la tracción, R_m, el esfuerzo a la fuerza máxima del ensayo. Los símbolos son los de la ISO 6892-1 (ABNT NBR ISO 6892-1:2024 en Brasil).

Los dos responden a preguntas diferentes. La fluencia indica hasta dónde trabaja la pieza sin quedar deformada para siempre, y es la base del diseño de piezas metálicas. El R_m indica cuánto soporta el material antes de empezar a romperse. Es el número que distingue un material de otro en certificados y especificaciones. La resistencia a la tracción tiene su propio artículo, con la tabla de los aceros y la carga de ruptura.

Las gráficas de abajo muestran dónde quedan esos números. A la izquierda está un acero dúctil con los valores del ejercicio 1 de este artículo. El detalle del inicio de la curva marca el R_p0.2 de 259.7 MPa, en la intersección con la recta paralela al tramo elástico desplazada 0.2 %. El punto más alto es el R_m de 420.2 MPa. La ruptura llega después, con un esfuerzo menor, porque la sección se adelgazó en la estricción. A la derecha está un material frágil, en una curva ilustrativa. No fluye, se rompe en el propio pico, y la resistencia a la tracción y el esfuerzo de ruptura prácticamente coinciden.

El esfuerzo de la curva es de ingeniería: la fuerza siempre se divide entre el área inicial de la probeta. Después del R_m, el área real del cuello disminuye mucho y el esfuerzo real sigue subiendo hasta la fractura. La caída de la curva es un efecto del cálculo. La lectura completa de los puntos de la curva está en el artículo sobre el diagrama esfuerzo-deformación, y el adelgazamiento del cuello, en el artículo sobre la estricción.

Qué no es la resistencia mecánica

Hay tres usos de la palabra "resistencia" cercanos a este tema que no son la propiedad de la que trata este artículo:

• Fricción: en textos de física, a veces se llama "resistencia" a la fuerza que se opone al deslizamiento entre dos superficies. Esta fuerza depende del par de superficies, no de un solo material, y se mide con el coeficiente de fricción, que es adimensional.
• Resistencia química y a la corrosión: describen cuánto se degrada el material en su entorno. Con el tiempo afectan la resistencia mecánica, pero son otra propiedad.
• Resistencia en fisioterapia y educación física: es la capacidad de un músculo de sostener un trabajo repetido. No tiene relación con el esfuerzo en MPa.

Propiedad y disciplina

La resistencia mecánica y la resistencia de materiales no son lo mismo. La primera es la propiedad, un número de cada material que se mide en un ensayo. La segunda es la disciplina de ingeniería que calcula los esfuerzos y las deformaciones dentro de piezas cargadas (barras, vigas, ejes y columnas). Esa disciplina compara esos esfuerzos con la resistencia del material, con factores de seguridad. Las fuerzas internas, la flexión de vigas, la torsión de ejes, el pandeo y el esfuerzo admisible son temas de la disciplina, tratados en el artículo sobre resistencia de materiales. Aquí las fórmulas aparecen solo para calcular el resultado de un ensayo.

Fórmula y unidad de la resistencia mecánica

La fórmula de la resistencia mecánica es σ = F / A: la fuerza, en newtons, dividida entre el área de la sección que la recibe, en milímetros cuadrados. Con esas unidades, el resultado sale directamente en N/mm², que es lo mismo que megapascal (MPa). En el ensayo de tracción se usan la fuerza máxima y el área inicial, y la fórmula toma los símbolos de la norma: R_m = F_m / S₀. Los demás tipos de carga tienen fórmulas propias, que se muestran en la sección sobre los tipos.

La unidad del Sistema Internacional es el pascal (Pa), que vale 1 N/m². Como el pascal es demasiado pequeño para materiales estructurales, se usa el megapascal, 1 MPa = 10⁶ Pa = 1 N/mm². Para los módulos de elasticidad se usa el gigapascal, 1 GPa = 1,000 MPa. Dos unidades antiguas siguen siendo comunes. El kgf/cm² se usa en obra, en catálogos de concreto y en manómetros. El psi (libra-fuerza por pulgada cuadrada) se usa en normas y fichas estadounidenses. La tabla reúne las conversiones, calculadas con las definiciones exactas 1 kgf = 9.80665 N y 1 psi = 6,894.757 Pa (cálculo de Biopdi):

Unidad	Equivale a 1 MPa	1 unidad en MPa
N/mm²	1	1
kgf/cm²	10.197	0.0981
kgf/mm²	0.10197	9.807
psi	145.04	0.006895
ksi (1,000 psi)	0.14504	6.895

En la práctica, 1 MPa vale cerca de 10 kgf/cm², y un concreto de 25 MPa equivale a cerca de 255 kgf/cm². La ABNT NBR 7480:2024 (la norma brasileña de acero para refuerzo de concreto) registra una aproximación parecida para el acero: 1 MPa ≈ 0.1 kgf/mm². De ahí viene el nombre CA-50 (cerca de 50 kgf/mm² de fluencia). El ejercicio 4 hace las cuentas.

Tipos de resistencia mecánica

Los tipos de resistencia mecánica corresponden a las formas de cargar la pieza: tracción, compresión, flexión, corte y torsión. Cada uno tiene un ensayo, una probeta y una fórmula propia para convertir la fuerza medida en esfuerzo. El esquema de abajo muestra las cinco cargas, la probeta típica de cada una y la fórmula del resultado.

La tabla resume la misma información, con la norma de referencia de cada ensayo, para consulta rápida:

Tipo	Fórmula del resultado	Ensayo	Norma de referencia
Tracción	Rm = Fm / S0	ensayo de tracción	ISO 6892-1 (ABNT NBR ISO 6892-1:2024 en Brasil) y ASTM E8/E8M-25 (metales); ASTM D638-22 (plásticos)
Compresión	fc = 4F / (πD²), cilindro	ensayo de compresión	ABNT NBR 5739:2018 (concreto; norma brasileña)
Flexión en 3 puntos	σf = 3FL / (2bd²)	ensayo de flexión	ASTM D790-25 (plásticos); ABNT NBR 12142:2010 (prismas de concreto; norma brasileña)
Corte (cizallamiento)	τ = F / A (simple) o F / (2A) (doble)	ensayo de corte	según el producto (tornillos, uniones, núcleos tipo sándwich)
Torsión	τmáx = 16T / (πd³), eje macizo	ensayo de torsión	según el producto (alambres, tornillos, ejes)

Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción es el esfuerzo máximo que soporta el material cuando la fuerza tiende a alargarlo. Es la más usada para metales, alambres, láminas y plásticos, porque el mismo ensayo también da la fluencia, el alargamiento y el módulo de elasticidad. El resultado principal es R_m = F_m / S₀, con S₀ medida antes del ensayo. El procedimiento está en el artículo sobre el ensayo de tracción, y la guía de la norma de metales, en el artículo sobre la ASTM E8 y la ISO 6892-1.

Resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión es el esfuerzo máximo bajo una fuerza que tiende a acortar la probeta. Es la propiedad clave del concreto, los morteros, los bloques y la madera en la dirección de las fibras. En el concreto, el cilindro se carga de forma continua hasta romperse, y la resistencia es f_c = 4F / (πD²), con D el diámetro medio. La ABNT NBR 5739:2018 fija la velocidad de carga en 0.45 ± 0.15 MPa/s y pide el resultado con tres cifras significativas. En metales dúctiles, la compresión no tiene un R_m claro, porque la probeta se aplasta sin romperse. El ensayo de compresión y la guía de la NBR 5739 dan los detalles.

Resistencia a la flexión

La resistencia a la flexión es el esfuerzo máximo en la cara traccionada de una barra apoyada en dos puntos. La barra se carga en el centro (3 puntos) o en dos puntos (4 puntos). La flexión combina tracción en una cara y compresión en la otra. Por eso es el ensayo que se usa para materiales difíciles de sujetar en una mordaza de tracción: plásticos, cerámicas y prismas de concreto. En 3 puntos, σ_f = 3FL / (2bd²), con L el claro entre apoyos, b el ancho y d el espesor. La ASTM D790-25 usa esta fórmula en plásticos, con un claro de 16 veces el espesor. El concreto usa la ABNT NBR 12142:2010, con prismas en 4 puntos. El ensayo de flexión y la guía de la ASTM D790 detallan el método.

Resistencia al corte

La resistencia al corte (cizallamiento) es el esfuerzo que soporta el material cuando dos partes tienden a deslizarse una sobre la otra en un mismo plano, como en un pasador, un remache o una unión pegada. El esfuerzo medio es τ = F / A en el corte simple, con un plano de corte. En el corte doble es τ = F / (2A), porque la misma fuerza se reparte entre dos planos. En los metales, la resistencia al corte es menor que la resistencia a la tracción. En el aluminio 6061-T6, los valores típicos de la Aluminum Association son 207 MPa al corte y 310 MPa a la tracción, una relación de cerca de 0.67 (cálculo de Biopdi). El ensayo de corte muestra los dispositivos.

Resistencia a la torsión

La resistencia a la torsión es el esfuerzo cortante máximo que soporta el material cuando la pieza se tuerce con un momento T. En un eje macizo de diámetro d, el esfuerzo es máximo en la superficie y vale τ_máx = 16T / (πd³) mientras el material está en el régimen elástico. Es la resistencia que importa en ejes de transmisión, tornillos durante el apriete, resortes y alambres. La deducción de la fórmula y el dimensionamiento de ejes corresponden a la disciplina de resistencia de materiales. El ensayo está en el artículo sobre el ensayo de torsión.

Impacto, fatiga y fluencia lenta: resistencias de otra naturaleza

Otras tres propiedades también se llaman "resistencia", pero no se miden como un esfuerzo bajo una carga creciente:

• Resistencia al impacto: es la energía que se absorbe al romper de un golpe una probeta con muesca. Se mide en joules (J) en el ensayo Charpy o Izod (ASTM E23-25, ISO 148-1). No es un esfuerzo y no se convierte a MPa. Es una medida de tenacidad, que se trata en el ensayo de impacto.
• Resistencia a la fatiga: es la amplitud de esfuerzo que soporta el material durante un número definido de ciclos de carga, y se lee en la curva S-N. Es muy inferior al R_m, porque bajo carga repetida las grietas crecen aunque los esfuerzos sean bajos. Ver el ensayo de fatiga.
• Resistencia a la fluencia lenta (creep): es el esfuerzo que soporta el material bajo carga constante, durante mucho tiempo y en general a temperatura alta. En un plazo definido, no debe superar una deformación determinada ni romperse. Ver el ensayo de fluencia lenta (creep).

¿Cuáles son los 3 tipos de resistencia?

En ingeniería, las tres cargas básicas son tracción, compresión y corte. Todo esfuerzo en un punto de una pieza se descompone en esfuerzos normales (de tracción o de compresión) y esfuerzos cortantes. La flexión y la torsión no son cargas nuevas, sino combinaciones: la flexión genera tracción en una cara y compresión en la otra, y la torsión genera corte. Por eso la respuesta corta es: tracción, compresión y corte. La flexión y la torsión son casos derivados, y el impacto y la fatiga son resistencias a otros tipos de carga.

Cómo se mide la resistencia mecánica

La resistencia mecánica se mide en un ensayo destructivo normalizado: una probeta de ensayo con forma y dimensiones definidas por la norma recibe una carga creciente en una máquina de ensayo hasta que fluye o se rompe, mientras se registran la fuerza y la deformación. La fuerza se convierte en esfuerzo con el área de la probeta. Una prueba de resistencia mecánica tiene, por lo tanto, cuatro partes:

1. Probeta de ensayo normalizada: cilindro o placa maquinados para la tracción de metales, probeta tipo halterio (hueso de perro) para plásticos, cilindro de concreto moldeado, barra para flexión. El área se mide antes del ensayo, porque un error de 1 % en el diámetro se vuelve cerca de 2 % en el esfuerzo. El artículo sobre la probeta de ensayo muestra las formas.
2. Máquina que aplica la carga: una máquina universal de ensayos, que tracciona, comprime o flexiona cambiando las mordazas y los dispositivos, o una prensa de compresión para concreto y bloques. La velocidad es la de la norma.
3. Celda de carga: mide la fuerza. La ISO 6892-1 (ABNT NBR ISO 6892-1:2024 en Brasil) y la ABNT NBR 5739:2018 (la norma brasileña de ensayo de compresión de concreto) piden una máquina clase 1 o mejor según la ISO 7500-1 (ABNT NBR ISO 7500-1 en Brasil); la NBR 5739 admite clase 2 en laboratorios de obra y en plantas de concreto. El artículo sobre la celda de carga explica la medición.
4. Extensómetro, cuando es necesario: mide la deformación en la longitud calibrada. Es indispensable para el R_p0,2 y el módulo de elasticidad, pero no para el R_m, que depende solo de la fuerza máxima y del área. Por eso puede retirarse antes de la rotura. Vea el artículo sobre el extensómetro.

El software convierte la curva fuerza × desplazamiento en esfuerzo × deformación y obtiene los números. El mismo material da valores distintos si cambia el ensayo: otra geometría de probeta, otra velocidad, otra temperatura o, en el concreto, otra preparación de las caras cambian el resultado. Por eso un valor de resistencia solo es válido acompañado de la norma del ensayo. La verificación de la máquina, el certificado y la clase están en el artículo sobre la calibración de la máquina universal según la ISO 7500-1.

Valores de resistencia mecánica por material

La resistencia mecánica va desde unos pocos megapascales, en la tracción del concreto, hasta cientos, en los metales, y cada valor solo tiene sentido con el tipo de carga y el tipo de valor. La tabla reúne valores de referencia, cada uno con su fuente. El mínimo de norma es lo que el producto tiene que alcanzar; el valor característico es una estimación estadística del lote que se usa en diseño; el valor típico es el promedio publicado por fabricantes y asociaciones, útil como orden de magnitud.

Material y propiedad	Valor (MPa)	Tipo de valor	Fuente
Acero ASTM A36, fluencia (placas, perfiles y barras hasta 203 mm)	≥ 250	mínimo	ASTM A36/A36M-19
Acero ASTM A36, Rm	400 a 550	rango especificado	ASTM A36/A36M-19
Varilla corrugada CA-50, fluencia fyk	≥ 500	característico	ABNT NBR 7480:2024
Varilla corrugada CA-50, resistencia a la tracción fst	≥ 1.10·fy (550 con fy = 500)	mínimo	ABNT NBR 7480:2024
Aluminio 6061-T6, Rp0,2 / Rm	276 / 310	típico	Aluminum Association
Aluminio 6061-T6, corte	207	típico	Aluminum Association
Concreto C30, compresión fck	30	característico (28 días)	ABNT NBR 8953:2015
Concreto C30, tracción media fct,m	2.9	estimación de diseño	ABNT NBR 6118:2023 (cálculo de Biopdi)
Madera nativa D20 a D60, compresión paralela fc0,k	20 a 60	característico (12 % de humedad)	ABNT NBR 7190-1:2022
Polipropileno homopolímero, tracción en la fluencia	33 a 34	típico (ASTM D638)	hojas de datos Braskem H 401 y H 614

La gráfica de abajo coloca los valores en una sola escala lineal, en naranja para tracción y en azul para compresión, con el rango del R_m del A36 achurado. Muestra la distancia entre las familias: la tracción media del concreto C30 es cerca de una centésima parte de la resistencia a la tracción del acero, y un plástico de ingeniería común queda en el mismo orden que el concreto a compresión.

Dos precauciones al leerla. Valores de tipos distintos no se comparan uno a uno: los 276 MPa del aluminio son típicos, mientras que los 250 MPa del A36 son mínimos, y el acero real suele fluir por encima de ese valor. Además, el valor de un material cambia con su condición: el mismo acero recocido, laminado o templado tiene resistencias muy diferentes. La tabla completa de aceros por condición está en el artículo sobre la resistencia a la tracción.

Metal, concreto, madera y plástico: qué cambia

La forma de especificar y de medir la resistencia mecánica cambia con la familia del material, porque cada una falla de manera distinta. Las cuatro familias más comunes en ingeniería siguen lógicas diferentes.

Metales: fluencia y R_m, en tracción

En los metales, la resistencia se especifica en tracción, con una fluencia mínima y un R_m mínimo o dentro de un rango, como en el A36. El diseño usa la fluencia, porque la pieza debe trabajar sin deformación permanente, y el R_m entra en la verificación de la rotura y en el control de calidad. La varilla corrugada tiene una regla propia: la ABNT NBR 7480:2024 (la norma brasileña de acero para refuerzo de concreto) exige a la CA-50 (grado brasileño de varilla) f_yk ≥ 500 MPa y una resistencia a la tracción de al menos 1.10 veces la fluencia medida. Esa relación garantiza una reserva de endurecimiento por deformación después de la fluencia, para que el refuerzo avise antes de romperse.

Concreto: compresión a los 28 días

En el concreto, la resistencia que define el material es la compresión. La clase, como C30, indica el f_ck, la resistencia característica a la compresión en MPa a los 28 días; las clases son las de la ABNT NBR 8953:2015 (la norma brasileña de clasificación del concreto por resistencia). El ensayo es la compresión de cilindros moldeados y curados según la ABNT NBR 5738 y ensayados (rotos) según la ABNT NBR 5739:2018 (normas brasileñas de moldeo y de compresión de probetas de concreto). A tracción, el concreto resiste poco: la ABNT NBR 6118:2023 (la norma brasileña de diseño de estructuras de concreto) estima la tracción media con f_ct,m = 0.3·f_ck^2/3 para clases hasta C50, lo que da 2.9 MPa para el C30, cerca del 10 % de la compresión (cálculo de Biopdi). Por eso el concreto lleva acero de refuerzo en las zonas en tracción. La tracción directa casi nunca se ensaya: se mide la tracción por compresión diametral (ABNT NBR 7222:2011) o en flexión (ABNT NBR 12142:2010), y la NBR 6118 hace la conversión, con f_ct igual a 0.9 de la diametral o 0.7 de la de flexión.

Madera: depende de la dirección de las fibras

La madera es anisotrópica: resiste mucho más en la dirección de las fibras que perpendicular a ellas, y el valor cambia con la humedad. En la ABNT NBR 7190-1:2022 (la norma brasileña de estructuras de madera), las maderas nativas se agrupan en clases D20 a D60, en las que el número es la resistencia característica a la compresión paralela a las fibras, en MPa, obtenida en probetas libres de defectos y referida a 12 % de humedad. La misma edición creó clases para piezas estructurales de bosques plantados (de D18 a D70 en las latifoliadas) definidas por la resistencia a la flexión; en ellas, el número no es la compresión. Una "D40" de bosque plantado no tiene 40 MPa a compresión paralela, y la clase debe acompañarse de la tabla de origen.

Plásticos: temperatura, velocidad y tiempo

En los plásticos, la resistencia es mucho menor que la de los metales y mucho más sensible a las condiciones del ensayo. Un polipropileno homopolímero queda en 33 a 34 MPa de tracción en la fluencia en las hojas de datos de Braskem, medidos según la ASTM D638 a temperatura ambiente. Calentar, ensayar más despacio o mantener la carga por mucho tiempo reduce el valor, y bajo carga constante el plástico se deforma con el tiempo (fluencia lenta, creep). Por eso las normas de plásticos fijan la velocidad y el acondicionamiento, y la ficha debe indicar qué esfuerzo se reportó: en la fluencia, máximo o en la rotura.

Resistencia, rigidez, dureza y tenacidad

Resistencia, rigidez, dureza y tenacidad son cuatro propiedades distintas, y la mayor parte de las confusiones sobre la resistencia mecánica viene de tratarlas como una sola. Cada una responde a una pregunta y tiene unidad y ensayo propios, como resume la tabla:

Propiedad	Pregunta que responde	Unidad	Ensayo
Resistencia mecánica	¿cuánto esfuerzo soporta antes de fluir o romperse?	MPa	tracción, compresión, flexión
Rigidez (módulo de elasticidad E)	¿cuánto se deforma bajo un esfuerzo, en el régimen elástico?	GPa	tracción con extensómetro
Dureza	¿cuánto resiste a la penetración localizada en la superficie?	HB, HV, HRC	dureza
Tenacidad	¿cuánta energía absorbe hasta romperse?	J (impacto) o J/m³	impacto, área bajo la curva

Ejemplos cotidianos muestran que una propiedad no predice la otra. El vidrio es duro y rígido, pero poco tenaz: raya el acero y se rompe con un golpe. El hule es muy elástico y poco rígido: se deforma mucho y recupera su forma. El acero estructural es resistente, rígido y tenaz al mismo tiempo, lo que explica su uso en estructuras. Y cambiar un acero común por uno de alta resistencia hace la pieza más fuerte, pero no más rígida, porque el módulo de elasticidad de los aceros queda cerca de 200 GPa en todas las clases. La comparación gráfica entre rigidez y resistencia está en el artículo sobre las propiedades mecánicas de los materiales, y cada propiedad tiene su propio artículo: módulo de elasticidad, dureza y tenacidad.

La dureza y la resistencia a la tracción tienen una relación empírica en los aceros, y la dureza sirve para estimar el R_m en una evaluación preliminar, sin destruir la pieza. La relación vale solo para algunas familias de materiales, tiene un error grande y no sustituye al ensayo de tracción en un informe; los factores y los límites están en el artículo sobre la dureza.

Cómo aumentar la resistencia mecánica (y qué la reduce)

La resistencia mecánica de un material aumenta con todo lo que dificulta la deformación plástica y el inicio de grietas, y disminuye con lo que los facilita. Los caminos cambian con la familia del material.

En los metales

En los metales, la resistencia depende de la facilidad con que se mueven las dislocaciones, los defectos lineales de la red cristalina. Los mecanismos que las bloquean aumentan la resistencia:

• Elementos de aleación: los átomos disueltos distorsionan la red; en los aceros al carbono, más carbono da un R_m mayor.
• Refinamiento de grano: los límites de grano son barreras; grano más pequeño, resistencia mayor.
• Trabajo en frío: el laminado en frío y el trefilado elevan la fluencia por acritud (endurecimiento por deformación), con pérdida de ductilidad.
• Temple y revenido: el temple forma martensita, muy resistente y frágil, y el revenido devuelve parte de la tenacidad.
• Endurecimiento por precipitación: partículas finas bloquean las dislocaciones; es el tratamiento T6 del aluminio 6061.

El recocido hace lo contrario: en general reduce la resistencia y la dureza y aumenta la ductilidad, para facilitar el conformado o el maquinado. Afirmar que el recocido aumenta la resistencia es un error común. El panorama está en tratamientos térmicos de los metales.

En el concreto

En el concreto, la resistencia a la compresión aumenta al reducir la relación agua/cemento, con una compactación (vibrado) que elimine vacíos y con el curado húmedo, que mantiene la hidratación del cemento. El exceso de agua en la mezcla, una mala compactación y un curado corto dejan poros, y los poros son puntos débiles.

Qué reduce la resistencia

En cualquier material, algunos factores reducen la resistencia en servicio o en el ensayo:

• Poros, inclusiones y grietas: concentran esfuerzos e inician la fractura, sobre todo en materiales frágiles.
• Entallas y cambios bruscos de sección: barrenos, roscas y esquinas vivas elevan el esfuerzo local por encima del promedio.
• Temperatura alta: la fluencia y el R_m de los metales disminuyen con el calentamiento, y los plásticos pierden resistencia mucho antes.
• Carga repetida: la fatiga rompe piezas con esfuerzos muy por debajo del R_m.
• Corrosión y humedad: reducen la sección útil de los metales y la resistencia de la madera.

Cómo interpretar un valor de resistencia mecánica

Un número de resistencia solo es útil cuando se sabe exactamente qué representa. Las preguntas de abajo son las que más evitan errores al leer certificados, fichas técnicas e informes de ensayo.

¿El valor es mínimo, característico o típico?

El mínimo de norma es lo que el producto tiene que alcanzar para ser aceptado, como los 250 MPa de fluencia del A36. El valor característico es una estimación estadística con 5 % de probabilidad de que un resultado quede por debajo de él, como el f_ck del concreto y el f_yk de la varilla corrugada. El valor típico es un promedio del fabricante, como los 310 MPa del aluminio 6061-T6. Diseñar con un valor típico como si fuera mínimo es inseguro; comparar un mínimo con un típico exagera la diferencia entre dos materiales.

¿Cuál de los esfuerzos se reportó?

En un metal, "resistencia" puede ser la fluencia o el R_m, y la diferencia entre ambos llega a 40 % o más. En un plástico, puede ser el esfuerzo en la fluencia, el máximo o el de rotura. En un concreto, puede ser la compresión, la tracción por compresión diametral o la tracción en flexión. El símbolo (R_p0,2, R_m, f_ck, f_ct,sp) indica cuál es; si no hay símbolo, pregunte.

¿En qué condición se ensayó el material?

El valor es válido para la condición del material (laminado, recocido, templado, envejecido) y del ensayo (temperatura, velocidad, edad del concreto, humedad de la madera). Un R_m de acero sin la condición de suministro, o un f_c de concreto sin la edad, no sirve para comparar.

¿El resultado de la probeta vale para la pieza?

El ensayo mide el material en una probeta de ensayo estandarizada, sin defectos de fabricación, en la dirección y la posición de donde se extrajo. La pieza real tiene barrenos, soldaduras, entallas, otro espesor y otra dirección de laminación. La resistencia del material es el punto de partida; la capacidad de la pieza sale del cálculo con factores de seguridad, que es el trabajo de la resistencia de materiales.

Errores comunes sobre la resistencia mecánica

Los errores siguientes aparecen con frecuencia en textos sobre el tema y en respuestas de examen:

1. Llamar resistencia a la fuerza: "aguanta 500 kg" es la carga de una pieza, no la resistencia del material. La resistencia es fuerza por área.
2. Usar el R_m como esfuerzo de diseño de una pieza metálica: el diseño de piezas dúctiles usa la fluencia, con factor de seguridad.
3. Dar la resistencia al impacto en MPa: la energía de impacto se mide en joules y no se convierte en esfuerzo.
4. Confundir rigidez con resistencia: un acero más resistente no es más rígido; el módulo casi no cambia.
5. Decir que el recocido aumenta la resistencia: en general la reduce, y aumenta la ductilidad.
6. Olvidar que el concreto es débil a tracción: la tracción media es cerca del 10 % de la compresión.
7. Comparar clases de madera de tablas diferentes: en la NBR 7190-1:2022, la clase D de las nativas es por compresión y la de las piezas de bosques plantados, por flexión.
8. Copiar la relación 1.08 de la CA-50: la ABNT NBR 7480:2024 exige f_st ≥ 1.10·f_y.

Ejercicios resueltos

Los cuatro ejercicios usan números de ensayo y siguen el orden del artículo: tracción de acero, compresión de concreto, flexión de plástico y conversión de unidades. Las cuentas son cálculos de Biopdi, rehechos el 07/10/2026.

Ejercicio 1: fluencia y R_m de un acero

Una probeta cilíndrica de acero, con diámetro de 10.0 mm, se ensayó a tracción con extensómetro. La fuerza en el límite convencional de 0.2 % fue de 20.4 kN y la fuerza máxima, de 33.0 kN.

1. Área inicial: S₀ = π × 10.0² / 4 = 78.54 mm².
2. Fluencia: R_p0.2 = 20,400 / 78.54 = 259.7 MPa.
3. Resistencia a la tracción: R_m = 33,000 / 78.54 = 420.2 MPa.
4. Comparación con la ASTM A36: fluencia ≥ 250 MPa y R_m de 400 a 550 MPa. Ambos valores cumplen.

En el reporte, la ABNT NBR ISO 6892-1:2024 (la adopción brasileña de la ISO 6892-1) recomienda redondear las resistencias al MPa entero, salvo que la norma de producto indique otra cosa: 260 MPa y 420 MPa. Esos son los números de la curva de la primera gráfica del artículo.

Ejercicio 2: compresión de un cilindro de concreto

Un cilindro de concreto de 10 × 20 cm (D = 100 mm) se rompió con una fuerza máxima de 196 kN. ¿Cuál es la resistencia a la compresión y qué velocidad de carga corresponde a 0.45 MPa/s?

1. Área: A = π × 100² / 4 = 7,853.98 mm².
2. Resistencia: f_c = 196,000 / 7,853.98 = 24.96 MPa, que con tres cifras significativas, como pide la ABNT NBR 5739:2018 (la norma brasileña de ensayo de compresión de concreto), queda en 25.0 MPa.
3. Velocidad: 0.45 N/mm² por segundo × 7,853.98 mm² = 3,534 N/s, cerca de 3.53 kN/s.
4. En kgf/cm²: 25.0 × 10.197 = cerca de 255 kgf/cm².

La fuerza de 196 kN muestra por qué la capacidad de la máquina necesita margen: una prensa de 200 kN trabajaría al 98 % de su capacidad, y la rotura debe quedar dentro del intervalo en el que se verificó la máquina.

Ejercicio 3: resistencia a la flexión de un plástico

Una barra de plástico de 12.7 mm de ancho y 3.2 mm de espesor se ensayó a flexión en 3 puntos con un claro de 51.2 mm (16 veces el espesor) y se rompió con 90 N.

1. Numerador: 3 × F × L = 3 × 90 × 51.2 = 13,824 N·mm.
2. Denominador: 2 × b × d² = 2 × 12.7 × 3.2² = 260.1 mm³.
3. Resistencia a la flexión: σ_f = 13,824 / 260.1 = 53.1 MPa.

La fuerza de rotura es de apenas 90 N. Ensayos así requieren una celda de carga de baja capacidad, para que la fuerza quede dentro del intervalo en el que la medición tiene la exactitud de la clase.

Ejercicio 4: conversión de unidades

Un proyecto pide concreto de 25 MPa, y una ficha técnica estadounidense indica un material de 5,000 psi. Conviértalos.

1. 25 MPa × 10.197 = 254.9 kgf/cm².
2. 25 MPa × 145.04 = 3,626 psi.
3. 5,000 psi × 0.006895 = 34.5 MPa.
4. En sentido inverso, un concreto antiguo de 250 kgf/cm² tiene 250 × 0.0981 = 24.5 MPa.

Normas de resistencia mecánica

Las definiciones y los métodos vienen de las normas de ensayo; los valores mínimos y las clases vienen de las normas de producto y de diseño. La tabla reúne las normas citadas en este artículo, con la edición vigente verificada el 07/10/2026 en el catálogo de la ABNT (Asociación Brasileña de Normas Técnicas, vía Target) y en la tienda de ASTM:

Norma	Qué trata	Edición
ABNT NBR ISO 6892-1	tracción de metales a temperatura ambiente: ReH, Rp0.2, Rm	2024 (versión corregida de 07/2026)
ISO 6892-1	tracción de metales a temperatura ambiente	2019
ASTM E8/E8M	tracción de metales	E8/E8M-25
ASTM D638	tracción de plásticos	D638-22
ASTM D790	flexión de plásticos	D790-25
ASTM E23	impacto Charpy e Izod en metales	E23-25
ABNT NBR 5739	compresión de cilindros de concreto (probetas cilíndricas)	2018 (confirmada en 12/2023)
ABNT NBR 12142	tracción en la flexión de prismas de concreto (módulo de ruptura)	2010
ABNT NBR 7222	tracción indirecta por compresión diametral de concreto y mortero	2011
ABNT NBR ISO 7500-1	verificación del sistema de medición de fuerza de la máquina	2023
ABNT NBR 7480	acero de refuerzo para concreto (varilla corrugada CA-50: fyk ≥ 500 MPa, fst ≥ 1.10·fy)	2024
ASTM A36/A36M	acero al carbono estructural	A36/A36M-19
ABNT NBR 8953	clases de resistencia del concreto	2015 (confirmada en 01/2025)
ABNT NBR 6118	diseño de estructuras de concreto (fct,m)	2023
ABNT NBR 7190-1	diseño de estructuras de madera (clases de resistencia)	2022

Máquina para medir la resistencia mecánica

Para medir la resistencia mecánica de metales, plásticos, compuestos y madera, la máquina universal de ensayos aplica la carga con velocidad controlada y cambia mordazas y dispositivos según el tipo de carga: tracción, compresión, flexión y corte en la misma estructura. La máquina universal Biopdi de la línea M2 es electromecánica, tiene modelos de columna simple, de 200 N a 10 kN, y de doble columna, de 5 kN a 1,000 kN, mide la fuerza con celdas de carga clase 1 según ISO 7500-1 (ABNT NBR ISO 7500-1:2023 en Brasil) y usa el software BioLab, que convierte la fuerza en esfuerzo con el área ingresada y genera el reporte. El panel de abajo muestra la máquina, la función de cada parte en la medición y los dispositivos de los cuatro tipos de carga.

La capacidad sigue a la fuerza esperada, que es la resistencia por el área. Las barras de plástico en flexión, como la del ejercicio 3, y las probetas de polímeros van en la máquina de 2 a 10 kN (MBIOI-10-M2); las probetas de acero maquinadas, como la del ejercicio 1, que se rompe con 33 kN, en la máquina de 5 a 50 kN (MBIOII-50-M2); las varillas corrugadas, en la máquina de 100 a 200 kN (MBIOII-200-M2). Para la compresión de concreto, como en el ejercicio 2, la prensa eléctrica Biopdi para concreto va de 5 kN a 1,000 kN, y el BioLab convierte la velocidad de 0.45 MPa/s en kN/s a partir del diámetro medido. Para torsión, la máquina de ensayo de torsión tiene una versión básica, que se usa con la máquina universal, y una completa, independiente. El software BioLab y las demás capacidades están en la página de la máquina universal de ensayos.