Cómo se miden el par y la potencia en un banco
Cómo se miden el par y la potencia en un banco
Qué mide realmente un dinamómetro, cómo transforma fuerza y velocidad en una curva y por qué una cifra sin conocer el ensayo puede contar solo una parte de la historia.
Una lanzada parece sencilla: se coloca el coche sobre los rodillos, se acelera y aparece una curva. Sin embargo, detrás de esa gráfica intervienen el tipo de dinamómetro, sus sensores, la transmisión, los neumáticos, la temperatura del vehículo, la refrigeración y, sobre todo, el procedimiento empleado por el operador.
Un banco de potencia no es una máquina que descubre automáticamente una cifra absoluta. Es un instrumento de medida. Cuando está bien construido, calibrado y utilizado con un protocolo repetible, puede detectar diferencias muy pequeñas y convertirse en una de las herramientas más valiosas para desarrollar y calibrar un motor.
Además de explicar los principios técnicos del dinamómetro, incorporamos fotografías, capturas y ensayos que hemos obtenido trabajando en el banco de AF Motorsport.
El banco no mide dos cosas independientes
En el artículo anterior explicamos que la potencia depende del par y de la velocidad angular. El dinamómetro trabaja con esa misma relación: obtiene el esfuerzo aplicado y la velocidad a la que gira el sistema. A partir de ambos valores calcula la potencia.
En un banco de motor, el freno se conecta directamente al cigüeñal y mide el par antes de la caja de cambios. En un banco de chasis, el vehículo permanece completo y el esfuerzo llega al equipo después de atravesar embrague, caja, diferencial, palieres, bujes y neumáticos. Un banco de bujes elimina el contacto neumático–rodillo, pero continúa midiendo después de buena parte de la transmisión.
El banco de motor permite conocer la potencia en el cigüeñal. El banco de chasis permite conocer con mayor fidelidad la potencia que el vehículo entrega en ruedas o bujes.
Inercial y frenado: dos maneras de medir
Los dinamómetros de chasis pueden trabajar por inercia, mediante un sistema de absorción de carga o combinando ambos principios. Ninguno es automáticamente “bueno” o “malo”: ofrecen capacidades distintas y deben evaluarse en función del trabajo que se quiere realizar.
Banco inercial
Calcula la potencia observando cuánto tarda el vehículo en acelerar unos rodillos cuya inercia es conocida.
- Mecánica y operación relativamente sencillas.
- Muy útil para lanzadas rápidas y repetibles.
- La carga y la duración dependen de la inercia y de la potencia del coche.
- No puede mantener por sí solo unas RPM constantes bajo carga.
Banco frenado
Un absorbedor aplica resistencia y una célula de carga mide el par de reacción mientras un sensor registra la velocidad.
- Permite elegir la rampa de aceleración.
- Puede mantener RPM o velocidad constantes.
- Facilita calibrar combustible y encendido a cargas parciales.
- Exige controlar y verificar más elementos de medida.
Un banco inercial también necesita que su velocidad, dimensiones e inercia equivalente sean correctas y estén verificadas. Por eso no debe afirmarse de forma absoluta que “no necesita calibración”.
Qué ocurre debajo de los rodillos
En un banco frenado de corrientes de Foucault, las ruedas mueven los rodillos y estos arrastran el rotor del freno. Las bobinas generan un campo electromagnético que se opone al giro sin contacto físico directo. Variando la corriente se modifica la carga que debe vencer el vehículo.
La célula de carga está unida entre la carcasa del freno —el estator— y la estructura. Como el estator intenta girar en sentido contrario al rotor, la célula mide esa fuerza de reacción. Con la longitud conocida del brazo se obtiene el par. El sensor de velocidad aporta las RPM de los rodillos y el software calcula la potencia.
La gran ventaja del freno es el control de la carga. Permite ordenar una aceleración de duración definida, detener el motor en una zona concreta del mapa o simular una condición estable. Esto resulta especialmente útil para configurar combustible, encendido, control de sobrealimentación y estrategias de protección.
De la preparación a la curva
Para que una comparación tenga valor, la lanzada no empieza cuando se pisa el acelerador. Empieza preparando el vehículo y fijando un protocolo que pueda repetirse.
Durante la aceleración, el banco registra velocidad y esfuerzo. Al mismo tiempo conviene observar, como mínimo, la mezcla o lambda, la presión de sobrealimentación si existe, las temperaturas críticas y cualquier señal de picado o intervención de la ECU. Una cifra máxima sin estos canales puede ocultar que el ensayo no fue seguro o que dos lanzadas no se realizaron en las mismas condiciones.
Una única lanzada “récord” vale menos que varias curvas que se repiten. La repetibilidad permite saber si una modificación funciona y detectar una medición anómala.
Qué cifra mide y cuál estima
En un banco de rodillos, la potencia más directa es la que llega al contacto entre neumático y rodillo. Para llegar hasta ahí, parte de la energía se ha convertido en calor y deformación en la caja de cambios, el diferencial, los rodamientos, las juntas, los neumáticos y el propio contacto con el rodillo.
Algunos programas realizan una desaceleración con el embrague pisado o la transmisión desacoplada y miden el par de arrastre que frena los rodillos. Después suman esa estimación a la potencia obtenida durante la aceleración para calcular una supuesta potencia al motor.
La analogía no significa que el banco sea impreciso. Significa que pesa con enorme precisión el conjunto que tiene encima, pero para deducir cuánto pesa solamente una parte necesita estimar todo lo demás. Además, las pérdidas durante la desaceleración no son idénticas a las que existen transmitiendo par a plena carga.
Aplicar un porcentaje fijo de pérdidas —por ejemplo, afirmar que todo tracción delantera pierde siempre un 15 %— no convierte la potencia a la rueda en una potencia real de cigüeñal. Las pérdidas no son un porcentaje constante y cambian con velocidad, carga, temperatura y arquitectura.
Por qué la misma mecánica puede dar otra cifra
La precisión interna del sensor y la repetibilidad del ensayo no son lo mismo que conocer la potencia exacta del motor. En un banco de chasis existen variables externas entre el cigüeñal y los rodillos. Si cambian, también puede cambiar la cifra aunque no se haya modificado el motor.
¿Por qué suele elegirse una marcha próxima a 1:1?
Una relación próxima a directa suele ofrecer un compromiso adecuado: reduce la multiplicación de par, limita el patinamiento y proporciona una lanzada suficientemente larga. En algunas cajas, la relación directa también evita una pareja de engranajes adicional. Pero no es una regla universal: el límite de velocidad del banco, la tracción disponible, la potencia del coche y la duración deseada pueden obligar a utilizar otra marcha.
Para evaluar un cambio, lo más importante es usar siempre la misma marcha, el mismo rango de RPM y la misma rampa. Cambiar la marcha entre el “antes” y el “después” introduce otra variable y debilita la comparación.
Las correcciones ambientales tampoco son intercambiables
La densidad del aire cambia con la temperatura, la presión y la humedad. Los factores de corrección intentan expresar el resultado respecto a unas condiciones de referencia. Normas y criterios como SAE J1349, DIN 70020, ISO 1585 o UN R85 no utilizan necesariamente la misma referencia ni tienen exactamente el mismo propósito.
Comprueba si ambas muestran potencia corregida o sin corregir y si utilizan el mismo estándar. Dos cifras generadas con factores diferentes no deben compararse como si procedieran del mismo ensayo.
Precisión, exactitud y repetibilidad
Un sistema puede ser muy repetible y, al mismo tiempo, no permitir deducir con exactitud la potencia del cigüeñal. Para desarrollar un vehículo, la repetibilidad es fundamental: si el procedimiento se mantiene, pequeñas diferencias entre configuraciones pueden detectarse con claridad.
En esta prueba hicimos trece ensayos consecutivos y obtuvimos entre 50,3 y 51,5 hp a la rueda, con una media de 50,94 hp. Esa proximidad demuestra en la práctica que nuestro sistema puede repetir el resultado. Sin embargo, no autoriza a afirmar que la cifra estimada al motor posea exactamente la misma incertidumbre: al añadir el cálculo de pérdidas, añadimos también variables.
Mismo coche, dos bancos, dos cifras
También documentamos el mismo vehículo medido en dos instalaciones distintas. En lugar de resumir la comparación con dos cifras aisladas, mostramos las gráficas originales completas:
Una diferencia entre bancos no demuestra por sí sola que uno mida bien y el otro mal. Sin conocer calibración, protocolo, condiciones, corrección y método de estimación, solo sabemos que las cifras no se obtuvieron dentro del mismo sistema de medida.
Cómo puede aparecer una cifra engañosa
No todas las diferencias son intencionadas. Muchas nacen de un ensayo mal controlado: coche demasiado frío, intercooler saturado de temperatura, neumáticos con otra presión, rampa distinta o una única lanzada con un pico anómalo. Otras sí pueden favorecer una cifra llamativa.
Modificar parámetros del software, introducir una inercia incorrecta, aplicar otro factor de corrección, frenar durante la desaceleración para aumentar las pérdidas estimadas o escoger únicamente la lanzada más alta puede alterar el resultado presentado al cliente.
En lugar de preguntar solamente “¿cuántos caballos dio?”, conviene preguntar qué potencia dio a la rueda, bajo qué condiciones y frente a qué ensayo anterior comparable.
Qué debe acompañar a una gráfica seria
- Potencia y par a la rueda claramente identificados.
- Marcha, rango de RPM y tipo o duración de la rampa.
- Temperatura, presión, humedad y factor de corrección aplicado.
- Condiciones del vehículo: combustible, neumáticos y temperaturas relevantes.
- Varias lanzadas superpuestas para comprobar repetibilidad.
- Canales de seguridad y contexto: lambda, presión de turbo y temperaturas cuando proceda.
El banco sirve para comparar con método
Un banco de chasis bien utilizado es capaz de detectar diferencias de potencia muy pequeñas. Su mayor valor no está en perseguir una cifra absoluta de cigüeñal, sino en medir la respuesta real del vehículo y comprobar qué cambia al modificar combustible, encendido, sobrealimentación, escape, admisión o cualquier componente del motor.
Para que esa comparación sea válida debemos mantener constantes las condiciones que podamos controlar: mismo banco, misma marcha, misma rampa, mismas presiones, temperaturas equivalentes y un sistema de refrigeración repetible.
Las dudas más habituales
¿Un banco de rodillos mide la potencia del motor?
No directamente. Mide la potencia que llega a los rodillos a través de las ruedas. La potencia al motor mostrada por algunos programas es una estimación basada en la aceleración y en un ensayo de desaceleración o en un modelo de pérdidas.
¿Qué cifra es más fiable: rueda o motor?
En un banco de chasis, la potencia a la rueda es la cifra obtenida más directamente. La estimación al motor añade supuestos y, por tanto, incertidumbre.
¿Por qué dos bancos dan potencias diferentes?
Porque pueden cambiar el tipo de banco, el cálculo, la calibración, la marcha, la rampa, los neumáticos, el atado, la refrigeración, las temperaturas y el criterio de corrección atmosférica.
¿En qué marcha debe hacerse la lanzada?
Suele elegirse una relación próxima a 1:1, pero depende del vehículo y del banco. Para comparar resultados, lo esencial es repetir la misma marcha y el mismo protocolo.
¿Es mejor un banco inercial o uno frenado?
Depende del trabajo. El inercial resulta sencillo y repetible para lanzadas. El frenado controla carga, rampa, RPM y velocidad, lo que aporta mucha más versatilidad para calibración y diagnóstico.
Fuentes técnicas consultadas
- Mainline Dyno · Modos de control, células de carga y frenos de corrientes de Foucault
- SuperFlow · Ensayos inerciales, de rampa, estacionarios y estimación por desaceleración
- SAE J1349 · Medición de potencia y par netos instalados
- ISO 1585 · Código de ensayo de potencia neta de motores
- Reglamento UN/ECE n.º 85 · Medición de potencia neta