Este estudio tiene como objetivo evaluar de manera integral el rendimiento mecánico de hilos de nanotubos de carbono (CNTYs) retorcidos en seco sometidos a carga de tracción uniaxial. Para ello, en contraste con enfoques anteriores, la investigación actual se centra en un enfoque innovador para incorporar las propiedades ortotrópicas de todas las estructuras jerárquicas de una estructura CNTY. La metodología propuesta se distingue por abordar la interacción de los componentes en múltiples niveles de escala para calcular las propiedades transversales (naturaleza ortotrópica). Al hacerlo, se adoptan principios de equivalencia de rigidez y masa para introducir una sustitución del modelo convirtiendo la estructura de armadura que contiene elementos de viga de dos nodos que representan fuerzas de van der Waals (vdW) en un haz de nanotubos en la escala nanométrica y haces más estrechos inclinados en la escala mesoscópica utilizados en trabajos anteriores al modelo de cáscara equivalente. Seguido por la evaluación de las propiedades mecánicas de haces a escala nanométrica, se traducen al nivel mesoscópico para cuantificar sus propiedades ortotrópicas y luego se introducen en el modelo CNTY a escala microscópica. Los resultados indican que el haz CNT resultante y fibrilar presentan un módulo de elasticidad transversal mucho más bajo en comparación con los informados en la dirección axial en la literatura previa. Para validar el método propuesto, la curva de esfuerzo-deformación general reproducida de los CNTYs se compara con la obtenida experimentalmente, mostrando una excelente correlación. El enfoque teórico presentado proporciona una herramienta valiosa para mejorar la comprensión y capacidades predictivas relacionadas con el rendimiento mecánico de las estructuras CNTY.