La evaluación de la sostenibilidad de los procesos y estructuras de ingeniería es un desafío multifacético que requiere la integración de criterios diversos y a menudo conflictivos. Para abordar este desafío, han surgido métodos de Toma de Decisiones Multicriterio (MCDM) como herramientas efectivas. Sin embargo, la selección del enfoque MCDM más adecuado para problemas que involucran múltiples criterios es fundamental para garantizar resultados robustos, confiables y aplicables. Igualmente significativo es la elección de una técnica de normalización adecuada, que juega un papel crucial en la determinación de la robustez y fiabilidad de los resultados. Este estudio investiga el impacto de las herramientas MCDM comunes en el proceso de toma de decisiones en relación con diversos aspectos de la sostenibilidad. También examina cómo diferentes métodos de normalización influyen en los resultados finales. La sostenibilidad en este contexto se entiende como un compromiso entre cinco dimensiones clave: rendimiento, impacto ambiental, impacto económico, impacto social y circularidad. El resultado del proceso MCDM se representa mediante una métrica agregada, denominada Índice de Sostenibilidad (SI). Este índice ofrece un marco integral y robusto para evaluar la sostenibilidad y facilitar la toma de decisiones cuando hay criterios en conflicto. Para evaluar los efectos de la implementación de diferentes elecciones de MCDM y normalización en la evaluación de sostenibilidad, se emplea un conjunto de datos del sector de la aviación. Específicamente, se analiza un componente típico de aeronave como un estudio de caso para la evaluación holística de la sostenibilidad, utilizando datos que representan las diversas dimensiones de sostenibilidad mencionadas anteriormente para este componente. Además, el estudio investiga la influencia de las variaciones de datos iniciales y las variaciones de peso dentro del proceso MCDM en los resultados. Los resultados indican que, en general, los diferentes métodos MCDM y de normalización conducen a resultados similares cuando se aplican a las alternativas de diseño. Sin embargo, un análisis más profundo de los resultados revela que el método de suma ponderada, cuando se combina con la normalización min-max, parece ser más apropiado, basado en el caso de uso involucrado en la presente investigación, debido a su robustez respecto a pequeñas variaciones en los datos iniciales y su sensibilidad a las grandes. Esta investigación subraya la importancia crítica de seleccionar herramientas MCDM y métodos de normalización apropiados para mejorar la transparencia, robustez, fiabilidad y consistencia de las evaluaciones de sostenibilidad dentro de un marco holístico.