CURVAS DE PAR Y POTENCIA

Las curvas de par y potencia - Primera Parte En este artí­culo le propongo hablar de motores, pero no viéndolos desde el punto de vista de sus componentes, quisiera explicárselos desde el punto de vista de lo que entregan. Cabrí­a entonces preguntarnos: ¿Qué me entrega un motor? La respuesta podrí­a parecer obvia, pero describirla en palabras quizás no sea tan sencillo. Podrí­amos responder argumentando que como un motor es una máquina capaz de transformar un tipo de energí­a en otra que pueda ser usada a los fines mecánicos me permite mover un motor u otra cosa entregando energí­a mecánica, lo cual es estrictamente correcto, pero a Doña Rosa o al común de la gente no le aclara absolutamente nada. Veamos entonces que produce y que entrega el motor de un vehí­culo sea un camión, un tractor, un carro de combate o una moto, y como se puede medir y expresar eso. Un vehí­culo que avanza, necesita de algo que le permita mantener ese movimiento, y eventualmente cambiarlo, sea para acelerar, frenar o doblar. Si yo inicio un movimiento de la forma que sea, aparecerán inmediatamente reacciones que tratarán de oponerse y detener más o menos lentamente ese movimiento. Esto que parece un razonamiento polí­tico más que una verdad mecánica, condiciona en buena medida la naturaleza que nos rodea. Si echo a rodar una bola perfecta sobre una superficie totalmente pulida y nivelada, y no actúo exteriormente de alguna manera sobre dicha bola, inexorablemente ella se detendrá, por más cuidados que ponga en  tratar de evitarlo. Que se detenga se debe a una buena cantidad de razones: a la deformación que debida a su propio peso sufre la bola y la superficie en el punto de contacto, a la falta de esfericidad perfecta, a las imperfecciones en sus superficies que por pequeñas que sean siguen existiendo, a la resistencia que opone el aire al movimiento de la bola, a las diferencias de temperatura entre las partes, etc., etc. ¿A que viene este ejemplo? A que nada, absolutamente nada en nuestro mundo real puede moverse o continuar en movimiento si no existe algún aporte de alguna forma de energí­a, por mí­nima que esta sea. EL AUTOMí“VIL Y EL MOTOR El automóvil no es, obviamente, una excepción a esta regla. Ya sea para acelerarlo, como para mantener su movimiento, será necesario que alguien aporte la energí­a necesaria para ello. Quién se ocupa de suministrarla es siempre algún tipo de combustible. Sea energí­a quí­mica disponible en dicho combustible (motores convencionales de combustión interna), sea energí­a eléctrica (vehí­culos eléctricos) o una combinación de ambas (vehí­culos hí­bridos) es debidamente transformada en trabajo útil por medio del motor, y este trabajo aprovechado para el fin propuesto. Recordemos que el trabajo es también una forma de energí­a, por lo cual llegamos a la conclusión que: Un motor no es ni mas ni menos que un aparato que se ocupa de transformar por medios mecánicos,  un tipo de energí­a no utilizable directamente, en otra forma de energí­a, la que sí­ podemos usar en forma directa. Uno de los principales inconvenientes de los motores convencionales de combustión interna de los automóviles, es que durante en esta transformación se llega a perder hasta el 65% de esa energí­a, y si bien se trabaja intensamente para mejorar su rendimiento esa es, por ahora, la realidad. En toda transformación de energí­a de un tipo a otro existen pérdidas, mayores o menores, pero siempre irrecuperables. Es común que aficionados a la mecánica crean haber descubierto motores revolucionarios que no toman en consideración este principio básico. Habitualmente me llegan ideas y propuestas que violan esta regla, que constituye uno de los pilares fundamentales de la termodinámica, pilare que hasta hoy (y asumo que por mucho tiempo mas) ha permanecido inamovible. Ni se puede generar energí­a de la nada ni puede existir una máquina con rendimiento perfecto del 100%. Muchos inventores entusiastas ignoran estos (y otros) principios y fracasan. ¿Cómo medimos entonces esos intercambios de energí­a, cómo expresamos el mayor o menor poder de los motores, cómo expresamos su rendimiento y cómo sabemos si son aptos o no para la función deseada? Para ello existen las curvas caracterí­sticas de los motores, de las que nos ocuparemos en otro artí­culo. LA ENERGíA Y EL TRABAJO. LA POTENCIA. Tenemos entonces un motor que transformó combustible en trabajo útil para nuestro vehí­culo, y queremos evaluar cuan bien o mal se efectuó esa transformación. El primer asunto a resolver será la manera medir ese trabajo, y de paso conocer cuán eficiente es nuestro motor. Hasta aquí­ hablamos de trabajo y energí­a, no mencionamos para nada la palabrita mágica: "Potencia". ¿Porqué la evité hasta ahora?, porque generalmente no se tiene suficientemente claro la diferencia entre trabajo, torque y potencia, se mete todo en la misma bolsa y allí­ empiezan las confusiones. Para definir la capacidad de un motor se suele hablar con frecuencia de su potencia máxima y de su torque, o par torsor máximo. Vamos a definir que es esto: El "torque" o "par torsor"o "par motor" representa la capacidad que tiene un motor para producir trabajo, mientras que la potencia es la medida de la cantidad de trabajo realizado por el motor en un determinado tiempo. Torque, par torsor, trabajo y energí­a son equivalentes. Si nos referimos a un vehí­culo podemos decir que el par torsor mide la capacidad de mover cargas, mientras la potencia mide cuan rápido se hizo ese transporte. Por definición, potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo. Dicho de otra manera la potencia mide la rapidez con que se efectúa un trabajo. Tomemos por ejemplo una de esas bombas de agua manuales que solemos encontrar en las afueras de Buenos Aires. Supongamos que yo subo y bajo la manija de la bomba diez veces, y con ello logro llenar un balde. Para llenar el citado balde no me interesó el tiempo transcurrido, solamente me bastó saber que hací­an falta diez bombazos. Pues bien, el trabajo que me fue necesario entregarle a la bomba (a expensas de mi energí­a muscular) para poder llenar el balde queda medido por los famosos diez bombazos. Dicho trabajo me lo tomé con calma, y no me resultó ningún esfuerzo fí­sico digno de mención. Pero supongamos ahora que del suministro de baldes de agua dependa que no se queme mi casa: sin ninguna duda que voy a llenar los baldes lo mas rápidamente posible, es decir que en un mismo tiempo voy a hacer mas trabajo (llenar mas baldes) o que voy a hacer el mismo trabajo mas rápido (llenar cada balde en menos tiempo). De esta forma, cuando necesite llenar cada balde en menos tiempo, o bien obtener mas baldes llenos en el mismo tiempo, voy a necesitar poner en juego mayor potencia, y me voy a dar cuenta de ello por el aumento del esfuerzo muscular que indudablemente me producirá mayor fatiga. Efectuar un trabajo en menor tiempo, o efectuar mas trabajo en un mismo intervalo de tiempo implican necesariamente poner en juego mayor potencia. En realidad, siempre que se efectúa un trabajo, se pone en juego una determinada potencia, ya que para efectuar dicho trabajo se necesita un determinado tiempo, por pequeño o grande que este sea. En el caso de la bomba al poner en juego mayor potencia fí­sica gasto mas energí­a muscular en menos tiempo, con lo cual me canso antes. Repitámoslo por última vez: Dado un determinado trabajo, se llama potencia a la relación que existe entre ese trabajo y la rapidez con que se efectúa, si la rapidez aumenta, aumenta la potencia y viceversa. EL TORQUE Y LA POTENCIA EN UN AUTOMí“VIL ¿Cuál es la analogí­a con el motor de un automóvil? En un motor la curva de par torsor expresa la capacidad de efectuar trabajo que tiene dicho motor a medida que varí­an las RPM. El par torsor esta directamente relacionado con la fuerza que son capaces de ejercer sobre el piso las ruedas tractoras, capacidad que se verá multiplicada por la caja de velocidades y el diferencial, como ya veremos. A mayor par torsor, mayor capacidad de arrastre (o "fuerza" como le dicen en el campo) tendrá el vehí­culo. Por ello decimos que el par torsor define la capacidad de transportar carga: si tengo que subir una pendiente aguda con un vehí­culo cargado, solo lo podré hacer si el motor dispone del par suficiente. En cambio la potencia es otra historia, que si bien esta í­ntimamente asociada al par, mide otra cosa, mide cuán rápido se esta usando ese par y cuán rápido se esta generando o consumiendo energí­a. ¿Hasta aquí­ va entendiendo? ¿Sí­? Lo felicito porque a mi me costó mucho digerir y manejar con cierta soltura estos conceptos. No se sienta mal si no lo comprende totalmente con una sola leí­da, es normal que así­ sea. Haciendo una comparación con una bicicleta le podrí­a decir que el par torsor mide la fuerza que usted está aplicando sobre el pedal y la potencia mide cuan rápido usted  aplica esa fuerza, obviamente cuanto mas rápido pedalee, mas potencia pondrá en juego. Recordemos también el ejemplo de la bomba de agua. Cuando digo rápido o despacio, estoy poniendo en juego otra variable que es el tiempo, que en el caso de los motores que nos afectan viene medida por las RPM (Revoluciones Por Minuto), es decir cuantas vueltas dio el motor en un minuto. Ya sabemos que en cada carrera útil de los pistones dentro del motor se genera trabajo, que viene medido por el par torsor (al igual que el pedal), y que las RPM (que son equivalentes a la velocidad con que pedaleo) me dicen cuantas veces se efectuó ese trabajo en un minuto. Si tenemos el trabajo combinado con una unidad de tiempo estamos en condiciones de medir la potencia. ¿Bonito despelote no? ¿Vio que no era tan fácil? Pueden parecer conceptos sencillos, pero no lo son. Matemáticamente son simples de explicar, y uno comprende con cierta facilidad las expresiones numéricas, pero tener un problema resuelto matemáticamente no necesariamente significa haberlo entendido. Fí­jese que en los libros y artí­culos de mecánica automovilí­stica se habla mucho de potencia y de par, pero muy pocos explican que quiere decir. El objeto de este artí­culo es que pueda diferenciar entre potencia y par torsor (o "torque" como se lo llama comúnmente) y comprender como participan en la impulsión de un vehí­culo. ENTENDER Y FIJAR LOS CONCEPTOS Usted seguramente a esta altura de los acontecimientos está comenzando a darse cuenta como se relacionan estos conceptos con el motor de un automóvil; o bien está totalmente confundido y no entiende mas nada de nada. En este último caso le sugiero que comience a leer de nuevo el artí­culo o que adquiera una buena caña de pescar y se olvide del tema. Discúlpeme por ser tan temático sobre este punto y por darle una clase de fí­sica en lugar de escribirle con olor a nafta, pero tenga la seguridad de que sus conocimientos motorí­sticos se han expandido sensiblemente si comprendió lo que aquí­ expresamos.  Para que vayamos interpretando mejor las cosas le adjunto una curva de potencia y de par. le adjunto una curva de potencia y par de un motor. Repetimos por última vez: si bien ambas curvas están relacionadas entre si, cada una mide una caracterí­stica diferente del motor. Ya sabe que significan torque o par torsor y la potencia (en todo caso recuerde la caña de pescar), pero todaví­a nos quedarí­a interpretar los gráficos, y conocer las unidades en que se miden. DE DONDE PROVIENE LO DE HP Y CV Una curiosidad: ¿Sabe de dónde proviene lo de HP? ¡¡No!!... ¡Por favor no se confunda, que no me quise referir a eso...! me refiero al significado mecánico de HP. Viene de Horse Power (fuerza de caballo). Ocurrió que en Inglaterra a fines del siglo XVIII, con el advenimiento de las máquinas de vapor para aplicaciones agrí­colas, los campesinos preguntaban a los fabricantes a cuantos caballos podí­an reemplazar con aquellas máquinas. De la medida promedio de la potencia que desarrollaba un caballo de carne y hueso nació el Horse Power, o como le llamamos nosotros "caballo de fuerza". Los franceses estaban por entonces en un grado de desarrollo similar, y por no usar la misma denominación que los del otro lado del canal inventaron el CV o caballo vapor, que era muy parecido al HP inglés pero no exactamente igual... digamos que era un HP francés. La técnica también tiene suspenso, por lo tanto: Continuará... Atentamente

Las curvas de par y potencia - Segunda Parte

Que le parece si además de explicarle que son las curvas de torque y de potencia hablamos de las unidades en que se miden? el HP, el CV, el KW, las Lb.Ft, los Kg.M , los N.M y otras expresiones que aunque parezcan escritas en jeringozo básico, tiene en realidad un importante significado fí­sico y parecen mas complicadas de lo que en realidad son. Siempre que nos referimos a un determinado modelo de automóvil, inexorablemente mencionaremos algo referente a la potencia que dispone. Que es una bala, que acelera como un fórmula uno o que es una batata, pero siempre estará presente el tema de la potencia del citado vehí­culo. En el artí­culo técnico del número anterior, que le recomiendo trate de leer, comenzamos a tratar el tema. En ese artí­culo decí­amos que un motor no es ni mas ni menos que un aparato que se ocupa de transformar un tipo de energí­a no utilizable en forma directa, en otra aprovechable mecánicamente en forma directa. En el caso de los automóviles convencionales transformamos combustible y oxí­geno (energí­a quí­mica) en calor primero y luego en trabajo mecánico útil. El asunto es como medimos ese trabajo. También dijimos que dado un determinado trabajo, se llama potencia a la relación que existe entre ese trabajo y la rapidez con que se efectúa, si la rapidez aumenta, aumenta la potencia, y viceversa. Es decir que si yo hago un determinado trabajo en un tiempo dado, habré desarrollado una cierto valor de potencia, pero si el mismo trabajo lo hago en la mitad de tiempo habré desarrollado el doble de potencia. En un motor el llamado "par" o "torque" mide en realidad cuanta energí­a estoy poniendo en juego, o cuanta energí­a útil dispongo en cada ciclo del motor, o si me estoy refiriendo a una rueda, habida cuenta de las perdidas en la transmisión , de la relación de caja y diferencial, y del diámetro de las cubiertas, mide cual es la fuerza tractora que estoy aplicando al piso en la rueda. La potencia en cambio me mide cuán rápido estoy usando esa energí­a, ese trabajo. El trabajo, según lo explican las reglas del buen arte en termodinámica, es también una forma de energí­a. Creo que nadie tiene dudas que cuando se efectúa un trabajo, del tipo que sea, siempre es necesario un gasto de energí­a, en cualquiera de sus formas. Calculo que a esta altura ya lo debo tener bastante llenito con esto de trabajo, energí­a, termodinámica y potencia, pero lamentablemente se trata de algo complicado de explicar si no se recurre a las matemáticas. Aguante un poquito más. Veamos algunos ejemplos. si para arrastrar un determinado objeto sobre un piso nivelado, tengo que ejercer una fuerza de 75 Kgr ( una fuerza de 75 Kgr es equivalente a levantar juntas una bolsa y media de cemento ), y lo arrastro un metro habré hecho un trabajo de 75 Kgr.m o sea 75 Kilográmetros, y si ese metro lo recorro en un segundo ( siempre tirando de la soga con 75 Kgr ) habré desarrollado  una potencia de 1 CV o sea 75 Kgr.m/seg.  Esta es en realidad la definición de CV (Caballo Vapor), significa efectuar un trabajo de 75 Kgr.m en un segundo. Un valor muy parecido es el de HP ( Horse Power) que equivale a 76 Krg.m/seg. En realidad el CV y el HP no son exactamente equivalentes o iguales, el HP es al CV un 1,39 % mas poderoso (surge de 76,04/75), un motor con 300 HP dispone de 304 CV. Le reitero que los dos miden lo mismo, pero el HP lo expresa con un número levemente menor. Otra forma actualmente común de expresar la potencia de nuestros motores es en Kw (Kilowatts, 1KW = 1000 watts), sin entrar en análisis de unidades acépteme por favor que 1 HP = 0,746 Kw, o que 1KW = 1,341 HP, y si hablamos de CV  1CV = 0,736 Kw o que 1 Kw = 1,36 CV. Expresado de esta manera, si usted no está muy familiarizado con los números es casi seguro que he logrado confundirlo, por lo tanto recurramos a comparaciones mas explí­citas:  1 HP equivale a 10 lámparas de 75 watts prendidas, y 100 HP a 1000. Un ser humano medianamente entrenado es capaz de generar en forma continua aproximadamente 0,1 KW o lo que es igual 0,13 HP, o sea que harí­an falta de 7 a 8 personas en buen estado fí­sico para poder mantener en forma conjunta sostenida 1 HP. Sin embargo la historia registra varios casos en que para sostener a un HP se necesitó el esfuerzo de mucho mas de ocho personas...  Podemos seguir hasta el infinito haciendo comparaciones, pero la idea es que usted se de una idea de la magnitud de estas unidades para comprender su significado. Las famosas curvas de potencia que publicitan los fabricantes de vehí­culos o de motores, muestran solamente que potencia máxima es capaz de entregar el motor en cuestión a cada número de RPM. Esa determinación se establece ensayando debidamente el motor en un banco de pruebas, acelerándolo al máximo y aplicándole un freno en eje de salida hasta llevarlo al número de RPM en que se quiere medir el motor. En realidad lo que estoy haciendo es oponerle al motor un esfuerzo igual y contrario al que el motor está generando  con lo cual logro que se estabilice en vueltas y me permita medirlo. Este proceso lo repito a los diferentes números de RPM a los cuales quiero medir el motor. El aparato que se ocupa de este proceso para medir la potencia entregada por un motor se llama dinamómetro, aparato que a mi personalmente me ha sacado canas verdes durante casi 20 años, y sobre el cual charlaremos oportunamente. Volcando sobre un gráfico los valores de potencia obtenidos, en función de las RPM obtenemos una bonita curva de potencia. Reiteremos el concepto de que esa curva me indica las máximas posibilidades que tiene el motor de entregar potencia, para cada número de RPM, y en las condiciones en que ha sido ensayado. Si la curva me indica que el motor entrega 120 CV a 5500 RPM, quiere decir que ese motor me podrá entregar 120 CV y ni uno mas a ese régimen. Seria posible sin embargo que si me ocupo de cerrar parcialmente el acelerador, le haga entregar 110, 100 o 50 CV, pero ya no estarí­a en la condición de máxima apertura de mariposa, condición imprescindible para obtener la curva de máxima potencia del motor. Lo reitero una vez mas, curva de máxima potencia significa que para cada Nº de RPM el motor me podrá entregar como máximo lo que figura en dicha curva, y absolutamente nada más. Para poder superar esos valores de potencia serí­a necesario introducir modificaciones en el motor, con lo cual necesitarí­amos una nueva medición para establecer cuales son los valores máximos que alcanza el motor modificado. Para finalizar este artí­culo, hablaremos brevemente de las condiciones de ensayo de un motor. Usted habrá oí­do hablar seguramente de la Potencia DIN o la Potencia SAE y se habrá preguntado que significa exactamente eso. Medir la potencia de un motor de pistones deberí­a ser mas o menos lo mismo ya sea que se mida en Vladivostok, Okinawa o Berazategui, sin embargo no es así­. En la medición de un motor inciden de manera muy importante los accesorios que se le colocan al motor para medirlo, y las condiciones ambientales en el momento de la medición. No es lo mismo un clima húmedo y caluroso momentos antes de desatarse una tormenta, que un dí­a frí­o y seco en que la radio nos anuncia alta presión atmosférica. Cuando  se mide un motor en un banco de pruebas, es importante considerar que accesorios están colocados. Cualquier adicional que yo agregue o quite al ensayo, agregará o quitará potencia. Si coloco un ventilador directamente acoplado al motor ( cosa que hoy ha caí­do prácticamente en desuso en los vehí­culos de pequeño y mediano porte, siendo reemplazado por el electroventilador) dicho ventilador puede llegar a consumir hasta 10 HP. El alternador y su correspondiente sistema de enfriamiento rondan en los 2 HP. Un sistema de escape completo, con catalizador, resonadores y silenciadores puede restar en el orden de los 7 HP, un filtro de aire completo puede reducir la potencia en 2 HP. Optimizando el avance de encendido y la entrega de combustible a cada número de RPM de ensayo me permitirí­an ganar hasta 5 HP, etc., etc. Las condiciones de prueba deben ser rigurosamente especificadas y respetada para cada ensayo, porque de lo contrario se llegarí­a a una anarquí­a total en los valores declarados por los fabricantes. Esta anarquí­a ya sucedió, principalmente con las empresas estadounidenses. Llegaron a promocionar sus vehí­culos con valores  irreales muy por encima de los que efectivamente tení­an, obteniéndolos en base a ensayos en que los motores estaban desprovistos de todo tipo de accesorios (potencia bruta), con motores armados especialmente, y corregidos en base a factores atmosféricos particularmente favorables que incrementaban aún mas esos HP. La idea es hoy dí­a de ensayar los motores tal cual como luego serán montados en el vehí­culo, de manera de aproximarse tanto como sea posible a lo que realmente impulsará a dicho automóvil. Todo accesorio que equipa al motor, y que permanece normalmente en operación mientras el motor funciona, deberá ser incluido en la medición, y las condiciones ambientales de referencia para dicha medición deberán ser  lo mas parecidas posible a las condiciones ambientales promedio (potencia neta). Si bien EE.UU., Europa y Japón no se han puesto exactamente de acuerdo en las condiciones de prueba, actualmente son muy similares, y reflejan valores reales. Puede usted quedarse tranquilo que los valores publicitados por los fabricantes reflejan la realidad, y no están sujetos por una correa para perros. En lo referente a los factores de corrección de que hemos hablado, usted tiene todo el derecho legal de preguntarse que cuernos es eso, voy a  tratar de explicárselo. Tal como usted recordará, el aire es una masa gaseosa compuesta de diversos gases, ente los que sobresalen el oxí­geno (21%), el nitrógeno (78%), y vapor de agua disuelto en el aire, que nosotros comúnmente llamamos "humedad", particularmente elevada en Buenos Aires ( lo de "Buenos Aires" sonará eternamente a broma ). Ahora bien: un motor de explosión es una máquina que se alimenta de aire y de combustible, del aire toma el oxí­geno, y con ese oxí­geno logra generar calor mediante la oxidación del combustible. Tal como lo hemos expresado anteriormente, la  potencia y el par de un motor dependerán fundamentalmente de la cantidad de combustible que yo logre quemar en cada ciclo del motor, y de las RPM a que haga girar dicho motor. La cantidad de oxí­geno que puedo hacer ingresar a un cilindro dependerá a su vez de las condiciones mecánicas del motor, y de la densidad del aire que ingrese a dicho cilindro. A mayor temperatura atmosférica el aire se torna menos denso, a menor presión también, y viceversa: a mayor presión y menor temperatura la masa de aire será mas densa y contendrá más oxí­geno. Moraleja: si dispongo de mas oxí­geno estaré en condiciones de quemar mas combustible, de generar mas calor, y consecuentemente de poner en juego mas energí­a, con la que obtendré mayor par y podré lograr también mayor potencia. Exactamente al revés ocurre con mayor temperatura y menor presión. La humedad, en forma de vapor de agua, influye en los valores de par y de potencia por su simple presencia. El vapor de agua disuelto en el aire ocupa un determinado volumen, que tanto mayor será cuanto mayor área la cantidad de vapor, ese volumen es en definitiva volumen que debo restar al del aire puro. Dicho en otros términos una sala de llena de aire seco a una determinada presión y temperatura contiene más oxí­geno y nitrógeno que la misma sala, en iguales condiciones, pero llena de aire al 100% de humedad. Lo mismo le pasa al motor: cuando aspira aire húmedo dispone de menos oxí­geno que cuando se trata de aire seco, y eso no es bueno. Para salvar estos inconvenientes se han establecido condiciones de referencia que especifican presión, temperatura y humedad a las que deben referirse todas la mediciones en los motores y hablar todos en un idioma parecido, no sea que un HP japonés sea mas grande que un HP norteamericano. Como vemos en los motores también lo que mata es la humedad... En la figura precedente se muestran las curvas caracterí­sticas de potencia (en ch o CV) y par (en N.m) correspondientes un motor Diesel 1.6 HDicon el turbocompresor operando en forma normal (curvas con lí­nea llena) y con "overboost" (curvas con lí­nea de trazos). Definimos como "overboost" un aumento de la presión de soplado del turbocompresor durante un breve espacio de tiempo que se utiliza para aumentar la potencia del motor durante fuertes aceleraciones. Se consigue actuando sobre la válvula de regulación de presión en la admisión de los motores sobrealimentados. Se observa claramente como la mayor presión aumenta la curva de torque (azul) y repercute consecuentemente en la de potencia (roja).

Las curvas de par y potencia - Segunda Parte Que le parece si además de explicarle que son las curvas de torque y de potencia hablamos de las unidades en que se miden? el HP, el CV, el KW, las Lb.Ft, los Kg.M , los N.M y otras expresiones que aunque parezcan escritas en jeringozo básico, tiene en realidad un importante significado fí­sico y parecen mas complicadas de lo que en realidad son. Siempre que nos referimos a un determinado modelo de automóvil, inexorablemente mencionaremos algo referente a la potencia que dispone. Que es una bala, que acelera como un fórmula uno o que es una batata, pero siempre estará presente el tema de la potencia del citado vehí­culo. En el artí­culo técnico del número anterior, que le recomiendo trate de leer, comenzamos a tratar el tema. En ese artí­culo decí­amos que un motor no es ni mas ni menos que un aparato que se ocupa de transformar un tipo de energí­a no utilizable en forma directa, en otra aprovechable mecánicamente en forma directa. En el caso de los automóviles convencionales transformamos combustible y oxí­geno (energí­a quí­mica) en calor primero y luego en trabajo mecánico útil. El asunto es como medimos ese trabajo. También dijimos que dado un determinado trabajo, se llama potencia a la relación que existe entre ese trabajo y la rapidez con que se efectúa, si la rapidez aumenta, aumenta la potencia, y viceversa. Es decir que si yo hago un determinado trabajo en un tiempo dado, habré desarrollado una cierto valor de potencia, pero si el mismo trabajo lo hago en la mitad de tiempo habré desarrollado el doble de potencia. En un motor el llamado "par" o "torque" mide en realidad cuanta energí­a estoy poniendo en juego, o cuanta energí­a útil dispongo en cada ciclo del motor, o si me estoy refiriendo a una rueda, habida cuenta de las perdidas en la transmisión , de la relación de caja y diferencial, y del diámetro de las cubiertas, mide cual es la fuerza tractora que estoy aplicando al piso en la rueda. La potencia en cambio me mide cuán rápido estoy usando esa energí­a, ese trabajo. El trabajo, según lo explican las reglas del buen arte en termodinámica, es también una forma de energí­a. Creo que nadie tiene dudas que cuando se efectúa un trabajo, del tipo que sea, siempre es necesario un gasto de energí­a, en cualquiera de sus formas. Calculo que a esta altura ya lo debo tener bastante llenito con esto de trabajo, energí­a, termodinámica y potencia, pero lamentablemente se trata de algo complicado de explicar si no se recurre a las matemáticas. Aguante un poquito más. Veamos algunos ejemplos. si para arrastrar un determinado objeto sobre un piso nivelado, tengo que ejercer una fuerza de 75 Kgr ( una fuerza de 75 Kgr es equivalente a levantar juntas una bolsa y media de cemento ), y lo arrastro un metro habré hecho un trabajo de 75 Kgr.m o sea 75 Kilográmetros, y si ese metro lo recorro en un segundo ( siempre tirando de la soga con 75 Kgr ) habré desarrollado  una potencia de 1 CV o sea 75 Kgr.m/seg. Esta es en realidad la definición de CV (Caballo Vapor), significa efectuar un trabajo de 75 Kgr.m en un segundo. Un valor muy parecido es el de HP ( Horse Power) que equivale a 76 Krg.m/seg. En realidad el CV y el HP no son exactamente equivalentes o iguales, el HP es al CV un 1,39 % mas poderoso (surge de 76,04/75), un motor con 300 HP dispone de 304 CV. Le reitero que los dos miden lo mismo, pero el HP lo expresa con un número levemente menor. Otra forma actualmente común de expresar la potencia de nuestros motores es en Kw (Kilowatts, 1KW = 1000 watts), sin entrar en análisis de unidades acépteme por favor que 1 HP = 0,746 Kw, o que 1KW = 1,341 HP, y si hablamos de CV  1CV = 0,736 Kw o que 1 Kw = 1,36 CV. Expresado de esta manera, si usted no está muy familiarizado con los números es casi seguro que he logrado confundirlo, por lo tanto recurramos a comparaciones mas explí­citas:  1 HP equivale a 10 lámparas de 75 watts prendidas, y 100 HP a 1000. Un ser humano medianamente entrenado es capaz de generar en forma continua aproximadamente 0,1 KW o lo que es igual 0,13 HP, o sea que harí­an falta de 7 a 8 personas en buen estado fí­sico para poder mantener en forma conjunta sostenida 1 HP. Sin embargo la historia registra varios casos en que para sostener a un HP se necesitó el esfuerzo de mucho mas de ocho personas...  Podemos seguir hasta el infinito haciendo comparaciones, pero la idea es que usted se de una idea de la magnitud de estas unidades para comprender su significado. Las famosas curvas de potencia que publicitan los fabricantes de vehí­culos o de motores, muestran solamente que potencia máxima es capaz de entregar el motor en cuestión a cada número de RPM. Esa determinación se establece ensayando debidamente el motor en un banco de pruebas, acelerándolo al máximo y aplicándole un freno en eje de salida hasta llevarlo al número de RPM en que se quiere medir el motor. En realidad lo que estoy haciendo es oponerle al motor un esfuerzo igual y contrario al que el motor está generando  con lo cual logro que se estabilice en vueltas y me permita medirlo. Este proceso lo repito a los diferentes números de RPM a los cuales quiero medir el motor. El aparato que se ocupa de este proceso para medir la potencia entregada por un motor se llama dinamómetro, aparato que a mi personalmente me ha sacado canas verdes durante casi 20 años, y sobre el cual charlaremos oportunamente. Volcando sobre un gráfico los valores de potencia obtenidos, en función de las RPM obtenemos una bonita curva de potencia. Reiteremos el concepto de que esa curva me indica las máximas posibilidades que tiene el motor de entregar potencia, para cada número de RPM, y en las condiciones en que ha sido ensayado. Si la curva me indica que el motor entrega 120 CV a 5500 RPM, quiere decir que ese motor me podrá entregar 120 CV y ni uno mas a ese régimen. Seria posible sin embargo que si me ocupo de cerrar parcialmente el acelerador, le haga entregar 110, 100 o 50 CV, pero ya no estarí­a en la condición de máxima apertura de mariposa, condición imprescindible para obtener la curva de máxima potencia del motor. Lo reitero una vez mas, curva de máxima potencia significa que para cada Nº de RPM el motor me podrá entregar como máximo lo que figura en dicha curva, y absolutamente nada más. Para poder superar esos valores de potencia serí­a necesario introducir modificaciones en el motor, con lo cual necesitarí­amos una nueva medición para establecer cuales son los valores máximos que alcanza el motor modificado. Para finalizar este artí­culo, hablaremos brevemente de las condiciones de ensayo de un motor. Usted habrá oí­do hablar seguramente de la Potencia DIN o la Potencia SAE y se habrá preguntado que significa exactamente eso. Medir la potencia de un motor de pistones deberí­a ser mas o menos lo mismo ya sea que se mida en Vladivostok, Okinawa o Berazategui, sin embargo no es así­. En la medición de un motor inciden de manera muy importante los accesorios que se le colocan al motor para medirlo, y las condiciones ambientales en el momento de la medición. No es lo mismo un clima húmedo y caluroso momentos antes de desatarse una tormenta, que un dí­a frí­o y seco en que la radio nos anuncia alta presión atmosférica. Cuando  se mide un motor en un banco de pruebas, es importante considerar que accesorios están colocados. Cualquier adicional que yo agregue o quite al ensayo, agregará o quitará potencia. Si coloco un ventilador directamente acoplado al motor ( cosa que hoy ha caí­do prácticamente en desuso en los vehí­culos de pequeño y mediano porte, siendo reemplazado por el electroventilador) dicho ventilador puede llegar a consumir hasta 10 HP. El alternador y su correspondiente sistema de enfriamiento rondan en los 2 HP. Un sistema de escape completo, con catalizador, resonadores y silenciadores puede restar en el orden de los 7 HP, un filtro de aire completo puede reducir la potencia en 2 HP. Optimizando el avance de encendido y la entrega de combustible a cada número de RPM de ensayo me permitirí­an ganar hasta 5 HP, etc., etc. Las condiciones de prueba deben ser rigurosamente especificadas y respetada para cada ensayo, porque de lo contrario se llegarí­a a una anarquí­a total en los valores declarados por los fabricantes. Esta anarquí­a ya sucedió, principalmente con las empresas estadounidenses. Llegaron a promocionar sus vehí­culos con valores  irreales muy por encima de los que efectivamente tení­an, obteniéndolos en base a ensayos en que los motores estaban desprovistos de todo tipo de accesorios (potencia bruta), con motores armados especialmente, y corregidos en base a factores atmosféricos particularmente favorables que incrementaban aún mas esos HP. La idea es hoy dí­a de ensayar los motores tal cual como luego serán montados en el vehí­culo, de manera de aproximarse tanto como sea posible a lo que realmente impulsará a dicho automóvil. Todo accesorio que equipa al motor, y que permanece normalmente en operación mientras el motor funciona, deberá ser incluido en la medición, y las condiciones ambientales de referencia para dicha medición deberán ser  lo mas parecidas posible a las condiciones ambientales promedio (potencia neta). Si bien EE.UU., Europa y Japón no se han puesto exactamente de acuerdo en las condiciones de prueba, actualmente son muy similares, y reflejan valores reales. Puede usted quedarse tranquilo que los valores publicitados por los fabricantes reflejan la realidad, y no están sujetos por una correa para perros. En lo referente a los factores de corrección de que hemos hablado, usted tiene todo el derecho legal de preguntarse que cuernos es eso, voy a  tratar de explicárselo. Tal como usted recordará, el aire es una masa gaseosa compuesta de diversos gases, ente los que sobresalen el oxí­geno (21%), el nitrógeno (78%), y vapor de agua disuelto en el aire, que nosotros comúnmente llamamos "humedad", particularmente elevada en Buenos Aires ( lo de "Buenos Aires" sonará eternamente a broma ). Ahora bien: un motor de explosión es una máquina que se alimenta de aire y de combustible, del aire toma el oxí­geno, y con ese oxí­geno logra generar calor mediante la oxidación del combustible. Tal como lo hemos expresado anteriormente, la  potencia y el par de un motor dependerán fundamentalmente de la cantidad de combustible que yo logre quemar en cada ciclo del motor, y de las RPM a que haga girar dicho motor. La cantidad de oxí­geno que puedo hacer ingresar a un cilindro dependerá a su vez de las condiciones mecánicas del motor, y de la densidad del aire que ingrese a dicho cilindro. A mayor temperatura atmosférica el aire se torna menos denso, a menor presión también, y viceversa: a mayor presión y menor temperatura la masa de aire será mas densa y contendrá más oxí­geno. Moraleja: si dispongo de mas oxí­geno estaré en condiciones de quemar mas combustible, de generar mas calor, y consecuentemente de poner en juego mas energí­a, con la que obtendré mayor par y podré lograr también mayor potencia. Exactamente al revés ocurre con mayor temperatura y menor presión. La humedad, en forma de vapor de agua, influye en los valores de par y de potencia por su simple presencia. El vapor de agua disuelto en el aire ocupa un determinado volumen, que tanto mayor será cuanto mayor área la cantidad de vapor, ese volumen es en definitiva volumen que debo restar al del aire puro. Dicho en otros términos una sala de llena de aire seco a una determinada presión y temperatura contiene más oxí­geno y nitrógeno que la misma sala, en iguales condiciones, pero llena de aire al 100% de humedad. Lo mismo le pasa al motor: cuando aspira aire húmedo dispone de menos oxí­geno que cuando se trata de aire seco, y eso no es bueno. Para salvar estos inconvenientes se han establecido condiciones de referencia que especifican presión, temperatura y humedad a las que deben referirse todas la mediciones en los motores y hablar todos en un idioma parecido, no sea que un HP japonés sea mas grande que un HP norteamericano. Como vemos en los motores también lo que mata es la humedad... En la figura precedente se muestran las curvas caracterí­sticas de potencia (en ch o CV) y par (en N.m) correspondientes un motor Diesel 1.6 HDicon el turbocompresor operando en forma normal (curvas con lí­nea llena) y con "overboost" (curvas con lí­nea de trazos). Definimos como "overboost" un aumento de la presión de soplado del turbocompresor durante un breve espacio de tiempo que se utiliza para aumentar la potencia del motor durante fuertes aceleraciones. Se consigue actuando sobre la válvula de regulación de presión en la admisión de los motores sobrealimentados. Se observa claramente como la mayor presión aumenta la curva de torque (azul) y repercute consecuentemente en la de potencia (roja). Fuente: Ing. Alberto P. Garibaldi©