Par motor y potencia: qué son y por qué no significan lo mismo
Par motor y potencia: qué son y por qué no significan lo mismo
Dos cifras que aparecen en cualquier ficha técnica y que suelen interpretarse por separado. Las explicamos desde una llave de apriete hasta una curva real de banco.
Par y potencia están directamente relacionados, pero describen cosas distintas. El par indica cuánto esfuerzo de giro produce un motor; la potencia incorpora además la velocidad a la que el motor es capaz de repetir ese esfuerzo.
Por eso no tiene sentido valorar un motor únicamente por su cifra máxima de par ni comparar dos cifras de par sin conocer las RPM a las que se producen. Para comprenderlo empezaremos por una palanca, después introduciremos el tiempo y finalmente trasladaremos todo al cigüeñal.
Una fuerza de giro
El par, también denominado momento de fuerza o torque, expresa la capacidad de una fuerza para provocar un giro alrededor de un eje. En el Sistema Internacional se mide en newton metro (N·m).
Su valor depende de la fuerza aplicada y de la distancia perpendicular entre esa fuerza y el eje de giro. Una llave permite verlo sin necesidad de empezar por las matemáticas.
Si aplicamos 200 N en el extremo de una palanca de 0,5 m, generamos 100 N·m. Con la misma fuerza sobre una palanca de 1 m obtendríamos 200 N·m.
En un motor, la presión de la combustión empuja el pistón. La biela transmite esa fuerza al cigüeñal y la distancia entre la muñequilla y el eje de giro permite transformarla en par. El valor cambia con el régimen, la carga, el llenado del cilindro, el avance de encendido y otros factores.
El mismo trabajo en menos tiempo
La potencia expresa la rapidez con la que se realiza un trabajo o se transfiere energía. Dos máquinas pueden completar exactamente la misma tarea y utilizar la misma energía, pero será más potente la que consiga hacerlo en menos tiempo.
La persona y la excavadora pueden retirar la misma cantidad de tierra. El trabajo final es idéntico, pero la excavadora lo hace mucho más rápido. Esa es la idea didáctica detrás de relacionar energía y tiempo.
En automoción utilizamos habitualmente vatios, kilovatios y caballos de vapor. Un kilovatio equivale aproximadamente a 1,36 CV.
El par describe el esfuerzo de giro. La potencia añade la velocidad a la que ese esfuerzo puede repetirse.
Cuando el motor empieza a girar
En un movimiento lineal, la potencia mecánica puede expresarse como fuerza multiplicada por velocidad. En un movimiento de rotación sustituimos esas dos magnitudes por par y velocidad angular.
La velocidad angular depende de las revoluciones por minuto. Para trabajar directamente con par en N·m y régimen en RPM podemos utilizar:
Ejemplo: 200 N·m a 3.000 y 6.000 RPM
Un motor que entrega 200 N·m a 3.000 RPM desarrolla aproximadamente 62,8 kW o 85,4 CV. Si pudiera mantener exactamente el mismo par a 6.000 RPM, realizaría el doble de giros en el mismo tiempo y produciría unos 125,7 kW o 170,9 CV.
Una cifra de par sin las RPM asociadas cuenta solamente una parte de la historia.
¿Por qué puede aumentar la potencia aunque disminuya el par?
Porque la potencia depende de la multiplicación de ambas magnitudes. El par puede empezar a caer y, aun así, la potencia continuar aumentando si las RPM crecen lo suficiente para compensarlo. La potencia solamente comienza a descender cuando la caída del par supera el efecto del aumento de régimen.
Qué determina realmente la aceleración
Es frecuente resumirlo diciendo que “el par produce la aceleración y la potencia determina la velocidad máxima”. La frase resulta atractiva, pero es incompleta.
Lo que acelera el vehículo es la fuerza disponible en las ruedas. Esta depende del par del motor, de la relación engranada, del grupo final, del radio del neumático y de las pérdidas de transmisión.
Una relación corta multiplica el par que llega a las ruedas a cambio de reducir su velocidad de giro. Una relación larga hace lo contrario. Salvo por las pérdidas, la caja no crea potencia: intercambia par por velocidad.
Comparar solamente el par máximo de dos motores ignora el régimen, el escalonamiento del cambio y la multiplicación disponible hasta las ruedas.
Por eso, para comparar la capacidad de aceleración a una velocidad determinada, necesitamos conocer la potencia disponible en ese punto y la relación que puede utilizar el vehículo.
Cómo aparece todo en un banco de potencia
Un dinamómetro mide directamente una fuerza o un par bajo unas condiciones determinadas. Con ese valor y el régimen de giro calcula la potencia mediante la relación explicada anteriormente.
En la gráfica, la curva de par muestra el esfuerzo generado por el motor en cada punto. La curva de potencia resulta de combinar ese par con las RPM. Por eso el máximo de potencia suele aparecer después del máximo de par.
El banco no obtiene dos fenómenos independientes: mide el esfuerzo y el régimen, y a partir de ellos calcula la potencia.
Las dudas más habituales
¿Qué es más importante, el par o la potencia?
Ninguno debe analizarse de forma aislada. El par indica el esfuerzo de giro y la potencia relaciona ese esfuerzo con las RPM. Para valorar el comportamiento real también hay que considerar las relaciones de transmisión.
¿Se mide directamente la potencia en un banco?
El dinamómetro mide una fuerza o un par y el régimen de giro. La potencia se calcula a partir de ambas magnitudes.
¿Por qué un motor puede tener mucho par y poca potencia?
Porque puede generar ese par a pocas RPM. La potencia será mayor cuanto más par sea capaz de mantener el motor mientras aumenta el régimen.
¿Una caja de cambios aumenta la potencia?
No. Una relación corta aumenta el par en las ruedas a cambio de reducir su velocidad de giro. Si ignoramos las pérdidas, la potencia transmitida se conserva.