Por qué tu coche marca una velocidad superior a la real: el error del velocímetro (y cómo funciona)

Que los velocímetros de nuestros coches no marcan la velocidad real a la que circulamos no es nada nuevo, y seguro que los habrás leído o escuchado en más de alguna ocasión. Este mismo hecho lo han comprobado nuestros compañeros de Autopista, que después de analizar los más de 1.000 vehículos que han pasado por su Centro Técnico han concluido que lo velocímetros marcaban, de media, una velocidad en torno al 4 o 5 % superior a la que el vehículo circulaba. En concreto, circulando a 60 km/h de marcador, la media ofrecida por el GPS era de 56,98 km/h; en el caso de los 100 km/h la media real era de 95 km/h; y por último, para los 120 km/h de 114,6 km/h.

Antes de continuar, te diré que parte este error es provocado por el propio fabricante debido a temas legislativos, pero que también hay otros factores influyentes, como la presión de los neumáticos o el propio desgaste del mecanismo del velocímetro en el caso de los más antiguos.
 

¿Cómo funciona un velocímetro? ¿Qué tipos existen?

En primer lugar, es buena idea saber cómo se mide la velocidad instantánea a la que circula un coche, y qué tipos de velocímetros existen, para así comprender mejor el por qué pueden no marcar el valor correcto.

Para determinar la velocidad necesitamos conocer dos datos, el diámetro total de la rueda (que será el de la llanta más dos veces el perfil del neumático) y el número de vueltas que da en un tiempo determinado. A partir de ahí, con tan solo aplicar una sencilla fórmula matemática se calcula la velocidad. El diámetro digamos que es conocido, el fabricante sabe qué ruedas instala, pero ¿cómo se obtiene la velocidad de giro? A esto responderemos en los siguientes párrafos, donde verás los dos tipos de velocímetros que existen a grandes rasgos.

El velocímetro mecánico es propio de los coches más antiguos. En ellos, se conecta un cable al eje secundario de la caja de cambios, de forma que gira a la misma velocidad. Decir que esta velocidad de giro es proporcional a la de las ruedas según la relación de transmisión del diferencial. En el otro extremo este cable lleva colocado un imán, el cual al girar induce una corriente eléctrica en el dedal o taza de velocidad. Gracias a esta corriente se consigue que la aguja del velocímetro gire y marque la velocidad en una escala graduada, venciendo el par de torsión de un muelle calibrado en función del diámetro de las ruedas, relación del diferencial, intensidad de la corriente inducida…

Me gustaría añadir, que esta corriente eléctrica que “surge de la nada” recibe el nombre de corrientes de Foucault, y que responden al fenómeno físico que un campo magnético variable induce una corriente eléctrica que se opone a la variación de dicho campo. En este caso, como el imán cambia su posición por el hecho de estar girando, su campo magnético varía en el espacio, aunque no de intensidad. Como curiosidad, en este mismo principio se basa la carga inalámbrica de tu smartphone o tu vitrocerámica de inducción.

El otro tipo de velocímetro, mucho más moderno, simple y fiable, es el velocímetro electrónico, que también aprovecha la variación del campo magnético. En el secundario de la transmisión se conecta un sensor de giro, en concreto un sensor de efecto Hall. Este sensor manda un voltaje determinado en función de la velocidad de giro a la centralita o una placa electrónica, que una vez “traducido” se manda la correspondiente señal al cuadro, ya sea digital o analógico.

Profundizando un poquito más en el sensor de efecto Hall, consiste en colocar dos imanes en el eje secundario de la caja de cambios, los cuales giran solidarios al mismo. En ese mismo punto está el cuerpo del sensor, por el que circula una corriente eléctrica dada. Decir, que una corriente eléctrica nos es más que unos electrones (partículas con carga negativa) que van desde el polo negativo hasta el positivo. Así, al girar los imanes, el campo magnético de estos va desviando y reagrupando, más o menos rápido, los electrones, dando lugar a una diferencia de potencial o voltaje hall (“los electrones son atraídos por el polo positivo del imán”), que es el voltaje de la señal de salida.

En este segundo tipo de velocímetro también es posible conocer la velocidad de rotación de las ruedas mediante la rueda fónica del ABS que está colocada en el buje de alguna de ellas. Aunque esta fuente da lugar a un nuevo error en la determinación de la velocidad, ya que al tomar una curva, la rueda interna gira un pelín más lenta que la externa, por lo que en función de la señal que tomemos, la velocidad será una u otra. Sin embargo, el error cometido no es significativo.
 

¿Por qué mi velocímetro no marca la velocidad real?

Nuestro coche siempre marca una velocidad superior a la real. Este hecho es debido principalmente a un tema legislativo, aunque también se hay otros factores, como el principio de funcionamiento o de carácter psicológico.

• La normativa europea, en concreto la UNE CE Add. 38 Regualtion No. 39, obliga a que la velocidad marcada por el velocímetros sea siempre inferior a la real, estableciendo que la diferencia entre la velocidad real menos la teórica sea siempre inferior al diez por ciento de la velocidad real más 4 km/h. Por ejemplo, si la velocidad real es de 120 km/h, ese margen de error deberá ser menor a 16 km/h (0,1 x 120 + 4).

Antes de que entrara en vigor la anterior normativa europea, en España la legislación establecía un margen de error del 5 %, tanto por arriba como por abajo. En el caso de Estado Unidos y Japón, que se acogen a la SAE J1226, el margen de error es del 4 % (indiferentemente que sea por exceso como por defecto).

Añadir en este aspecto, que el error que establece la legislación los fabricantes solo lo implementan en el caso del velocímetro, no en el odómetro o cuenta kilómetros, ya que este último va estrechamente ligado al velocímetro, pues usa la misma fuente para conocer la distancia recorrida.

• A partir del punto anterior se llega a dos vertientes. Por un lado, los fabricantes se protegen ante cualquier posible denuncia, por ejemplo, en el caso de que una persona circule a 120 km/h, cuando en realidad lo hace a 135 km/h, y es multada, o tiene un accidente. Por otro, es un tema de psicología en el conductor, ya que si este ve que va a 130 km/h no correrá más, cuando en realidad a penas circula a 120 km/h, reduciendo así el riesgo de accidente, y minimizando las posibles lesiones.

• En cuanto a los velocímetros mecánicos existe cierto desgaste y desajustes en sus componentes, lo cual da lugar a un error en la velocidad marcada, ya que todos ellos se ven sometidos a un movimiento constante.

• El diámetro total de la rueda es otro factor. Por medio de los sensores de giro solo se pueden conocer el número de vueltas que dan, pero no la distancia que recorren. Así, el fabricante realiza la calibración para un diámetro dado, pero si ese diámetro es alterado sin modificar la calibración, la velocidad calculada será errónea.

En España se permite modificar el diámetro total un 3%, considerándose así esa medida como equivalente sin necesidad de homologarla o incluirla en ficha. Por tanto, estaremos induciendo un error, en el caso más extremo, de ese 3 %.

Sin embargo, este error no llega a ser tan grande. Por ejemplo, según la ficha técnica de mi coche, puedo equipar las siguientes medidas de neumáticos: 225/35R19, 225/50R17 y 225/55R16. Para estas tres medidas, los diámetros totales son: 661,1 mm, 656,8 mm y 653,9 mm. La diferencia entre los valores extremos son del 1,1 %, pero entre el primero y el segundo, y el segundo y tercero, son respectivamente, 0,3 y 0,4 %, casi despreciables. Es por tanto de suponer que el fabricante ha establecido una calibración en base a la medida intermedia que equipa mi coche, reduciendo así este factor.

• El último factor de importancia es el llamado radio efectico de la rueda, el cual depende tanto de la presión de inflado del neumático como de la carga del vehículo. El neumático debido al peso que soporta se deforma, por lo que no solo existe una línea de contacto ideal sobre el asfalto, sino que es algo más parecido a un ovoide esa huella. Así, el radio efectivo es menor que el radio teórico, por lo tanto, los diámetro calculados en el párrafo anterior son en realidad algo más pequeños, en torno al 1 o 2 %. De forma intuitiva, este radio será menor cuanto menor sea la presión de inflado o mayor sea el peso soportado.
 

Estudio de la Universidad de Málaga

Sobre este tema, el Departamento de Máquinas y Motores Térmicos de la UMA ha realizado un estudio en el que ha concluido que el 100 % de los vehículos analizados marcaban una velocidad superior, habiendo examinado más de un centenar de ellos de más de 20 marcas diferentes. Este estudio, dirigido por el profesor Juan Antonio Auñón Hidalgo, y realizado en parte por los entonces alumnos Luis Vázquez Gil y Daniel Ríos Claros, se integra dentro del Proyecto Fin de Carrera de los mismos.

Las conclusiones a las que se ha llegado con el mismo son que los indicadores analógicos son tan fiables como los digitales (desmintiendo así ese falso mito), además de que ni el kilometraje, edad o marca del vehículo eran factores influyentes. Solo se apreció influencia en el caso de vehículos antiguos con velocímetro mecánico, debido al desgaste de los componentes del mismo.

Además, también se ha comprobado que los coches equipados con neumáticos de bajo perfil tienen menos error que los que montaban un perfil mayor, así como la presión de inflado, la cual llegaba a arrojar diferencias de hasta 2 km/h. Por el contrario, el diámetro teórico de los neumáticos no se mostró como un factor relevante.

Con este artículo hemos confirmado el mito de que los velocímetros marcan un valor inferior al real, explicando a qué es debido, sin pasar por alto el principio de funcionamiento de los mismos.

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