Vamos a explicar la diferencia entre potencia y par de giro, la relación entre ambas magnitudes, y todo ello a base de ejemplos y con un vídeo explicativo para que todo quede aún más claro.
Qué es el par de giro
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:
En el caso de un motor de combustión y también en el caso de un ciclista pedaleando, el par de giro no es constante porque ambos funcionan «a golpes» que coinciden con las explosiones del motor o con las pedaladas del ciclista, por eso el par que se calcula es el par medio a lo largo de un ciclo completo y no en un instante puntual.
Cuál es la relación entre la potencia y el par de un motor
La potencia es la capacidad para realizar un trabajo (en sentido físico) como mover o levantar un objeto. En realidad, la potencia es la cantidad de trabajo que podemos hacer por unidad de tiempo.
Volviendo al motor de un coche, esto significa que la potencia sería igual al par motor multiplicado por el régimen del motor, todo ello en las unidades correctas para que el resultado también podamos tenerlo en unidades de potencia correctas.
Volviendo al ejemplo del ciclista, si desarrolla un par medio de giro de 68 Nm y es capaz de mantenerlo a un ritmo de 60 rpm, el cálculo de la potencia sería el siguiente:
El factor 2π/60 convierte las revoluciones por minuto en radianes por segundo para que el resultado nos salga en Watios
Esta potencia sería muy elevada para un ciclista si es capaz de mantenerla durante un tiempo prolongado.
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:
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.
Como podemos ver, las curvas de potencia y par condicionan totalmente la aplicación y la usabilidad de cada motor, adecuandolo a diferentes usos.
