Entendiendo la potencia y el par de un motor, a través de ejemplos en un video de David G.Artés

Didáctica explicación sobre la diferencia que existe entre potencia y el par motor, la relación entre ambas magnitudes, en un vídeo explicativo para que todo quede aún más claro.

Qué es el par motor..?

El par de un motor es la fuerza con la que gira en cada vuelta. Esta fuerza de giro se mide en Newtons x metro (Nm) porque depende de dos factores: la fuerza, propiamente dicha, que ejercen las bielas sobre el cigüeñal, que se mide en Newtons, y la palanca con la que gira ese cigüeñal, que sería el radio de la circunferencia que describe (la mitad de la carrera).

Para entenderlo más fácilmente vamos a utilizar un ejemplo más visual, el ejemplo de un ciclista pedaleando.

Supongamos que puede ejercer una fuerza de 400 N en promedio sobre los pedales a lo largo de una vuelta completa y supongamos que las bielas de sus pedales miden 17 cm de largo. En este caso tendríamos un par de giro que se calcularía así: 400 N x 0,17 m = 68 Nm (multiplicando la fuerza media por la longitud de la palanca).

En el caso de un motor, suponiendo que fuese un motor muy pequeño cuyo par máximo fuese de tan solo 68 Nm (el mismo que el del ciclista) pero a un régimen de 6.000 rpm, tendríamos lo siguiente: Potencia = 68 Nm x 6000 rpm x 2π/60 = 42.725 W (58 CV) (El factor 2π/60 convierte las revoluciones por minuto en radianes por segundo para que el resultado nos salga en Watios)

La razón por la que el motor del coche es 100 veces más potente que el ciclista del ejemplo es porque, desarrollando la misma fuerza de giro, el motor lo hace mientras gira 100 veces más deprisa.

Dos ejemplos reales de potencia y par
Para ilustrar aún más la relación entre potencia y par, vamos a tomar dos ejemplos extremos y opuestos, el de una moto deportiva y el de un todoterreno diésel.

Nuestra moto deportiva es una Honda CBR 1000 RR Fireblade, que desarrolla 192 CV de potencia a 13.000 rpm. Si observamos su curva de potencia y par vemos que el motor desarrolla muy poca fuerza, poco más de 100 Nm, pero es capaz de girar a un régimen muy alto. La razón de estas curvas es que la moto pesa muy poco y lo que necesita no es mucha fuerza, sino la capacidad de estirarse muy rápido hasta su régimen de potencia máxima.

En el polo opuesto estaría el Toyota Land Cruiser D4D, un vehiculo diésel de gran cilindrada (2,8 litros) que desarrolla 177 CV a 3.400 rpm en el que se busca la fuerza antes que la velocidad y por tanto muestra unas curvas de potencia y par much más verticales: entrega toda la potencia a un régimen muy bajo, gracias a un par de giro muy alto.

Mientras que la potencia, medida en CV (Caballos de Vapor), es un término más común con el que generalmente se identifica precisamente eso, la potencia que tiene un motor, el par es otra medida de fuerza, medida en kgm (kilográmetros) o en Nm (Newton metro).

El torque o par es una fuerza de giro en una flecha de un motor. Este  torque o par mezclado con un tiempo de realización, aplicación o ejecución se convierte en una potencia.

Otro tema a considerar sería el de los motores eléctricos y su par ya a 0 RPM...

En el gráfico superior podemos ver las curvas típicas de un motor eléctrico y de un motor de térmico nafta de 1600 cm3 para comparar ambos motores Nissan de 109 CV de potencia. La potencia máxima es la misma, pero en realidad el motor eléctrico es más potente es casi todas las circustancias: hasta 1000 rpm ofrece más del triple de potencia, hasta 2000 rpm más del doble y aunque las curvas se van acercando hacia las 6.000 rpm, el gasolina corta a 6.500 rpm y el del Leaf aún ofrece su potencia máxima hasta 9800 rpm y gira hasta las 10.400 rpm. Por eso cuando la gente prueba un coche eléctrico por primera vez, se sorprende por la sensación de potencia a velocidades bajas o medias. No es una sensación, es real. Son mucho más potentes que un vehículo térmico equivalente en esas condiciones.

Otro factor diferenciador importante es que el motor  térmico es incapaz de girar por debajo del régimen de ralenti (unas 700 rpm):  el giro se vuelve inestable y se cala. En cambio el eléctrico es capaz de girar igual de equilibrado y con la misma fuerza (par) a 20 rpm que a 2000 rpm . Y desde 0 rpm dispone ya del par máximo.  El motor eléctrico no necesita girar cuando el vehículo está parado, ni un embrague para iniciar la marcha. 

Como podemos ver, las curvas de potencia y par condicionan totalmente la aplicación y el uso que se quiere dar a cada motor, adecuandolo para tal fin.

fuentes: Diariomotor.com,forococheseléctricos.com,