El módulo de Young, también conocido como módulo de elasticidad longitudinal, es una de las propiedades mecánicas más importantes de los materiales. Se utiliza a diario en ingeniería, diseño mecánico e impresión 3D para evaluar la rigidez de un material.
Comprender el módulo de Young permite predecir cómo reaccionará un objeto ante las cargas, evitando fallos estructurales. En esta guía 2026 veremos la definición, la fórmula y las aplicaciones prácticas.
El módulo de Young (E) mide la rigidez de un material, es decir, su capacidad para oponerse a la deformación elástica cuando se somete a tracción o compresión.
Módulo alto: material rígido (por ejemplo, acero).
Módulo bajo: material elástico (por ejemplo, caucho).
Describe el comportamiento en la zona elástica: si se elimina la carga, el material vuelve a su forma original (ley de Hooke).
El módulo de Young es la relación entre tensión y deformación, derivada de la ley de Hooke:
E = σ / ε
Donde:
σ (Sigma) – Tensión: la fuerza aplicada por unidad de área (medida en pascales, Pa).
ε (Épsilon) – Deformación: el alargamiento relativo respecto a la longitud inicial (adimensional).
La unidad de medida es el pascal (Pa), pero en la práctica se utilizan:
GPa (gigapascal): para metales y polímeros rígidos.
MPa (megapascal): para materiales blandos y elastómeros.
Un error común es confundir el módulo de Young con la resistencia.
Módulo de Young: cuánto se deforma el material bajo carga.
Carga de rotura: el punto en el que el material se rompe.
Un material puede ser muy rígido pero frágil (por ejemplo, el vidrio), o poco rígido pero muy resistente (por ejemplo, el caucho).
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Material |
Módulo de Young (GPa) |
Comportamiento |
|
Caucho |
0,01 - 0,1 |
Muy elástico |
|
TPU (Impresión 3D) |
0,02 - 0,05 |
Elástico |
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Nylon PA12 |
1,4 - 1,8 |
Flexible y tenaz |
|
ABS |
1,5 - 2,5 |
Moderadamente rígido |
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PLA |
2,5 - 3,5 |
Rígido (pero frágil) |
|
Aluminio |
~70 |
Rígido estructural |
|
Titanio |
~110 |
Alta rigidez específica |
|
Acero |
~200 |
Muy rígido |
En los diagramas de Ashby, el módulo de Young suele relacionarse con:
densidad → para evaluar la relación rigidez/peso
coste → para optimizar prestaciones y presupuesto
tenacidad → para evitar materiales excesivamente frágiles
Ejemplo típico:
Módulo de Young vs densidad → selección de materiales ligeros y rígidos (aeronáutica, drones, automoción).
El módulo de Young es esencial para:
Permite calcular:
flexiones
alargamientos
deformaciones elásticas
Fundamental para:
engranajes
soportes
bastidores
piezas acopladas
Por ejemplo:
alta rigidez → bastidores, estructuras
baja rigidez → juntas, amortiguadores
Especialmente en:
drones
automoción
aeroespacial
En la fabricación aditiva, el valor nominal del material (hoja técnica) no es el único factor. También hay que considerar:
Tecnología: MJF y SLS ofrecen propiedades más isotrópicas que FDM.
Orientación: en FDM, el módulo en el eje Z suele ser inferior.
Proceso: un Nylon PA12 impreso en MJF se comporta de forma distinta al moldeado por inyección.
El módulo de Young es una constante del material. La rigidez de la pieza depende de la geometría.
Ejemplo: aumentando el espesor o añadiendo nervaduras, se puede hacer rígida una pieza de nylon, superando los límites intrínsecos del propio material.
Conocer el módulo de elasticidad es vital para optimizar peso y costes sin arriesgar roturas.
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