7/26/2019 Cmo Medir La Eficiencia Energtica de Tu Propio Coche

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Cmo medir la eficiencia energtica de tu

propio coche

Francisco R. Villatoro14 jul 12 7 Comentarios

Pere Roura(Universitat de Girona) y aniel !liu nos cuentan en "#o$ ener%y e&&icient isyour car' *+P ,- /,,0/ +uly 2-12c3mo medir de &orma r5ctica la e&iciencia

ener%6tica de tu roio coce. Como ejemlo utili8an su Vol9s$a%en :uo : un coce

dise;ado ara ser muy e&iciente con un motor di6sel de tres cilindros un eso de ,- 9% yun consumo r6cord de solo litros a los 1-- 9m. de la ener%?a

del com@usti@le se trans&iere a las ruedas lo Aue sin lu%ar a dudas es todo un r6cord en

e&iciencia ara un ve?culo comercial. de laener%?a del com@usti@le se ierde or aerodin5mica &ricci3n 6rdidas mec5nicas y

t6rmicas. Bn los ve?culos de %asolina la e&iciencia suele ser muco menor. Para un

ve?culo t?ico se estima Aue solo el 1201> de la ener%?a del com@usti@le se transmite a

las ruedas se%=n el estudio de +ose *. Carenter +r. (eartment o& Bner%y U

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Roura y !liu nos roonen eIerimentos sencillos Aue los estudiantes de %rado enin%enier?a industrial mec5nica y otras titulaciones similares ueden ejecutar solo con

conocimiento @5sicos de mec5nica (resistencia del aire y a la rodadura) y termodin5mica

(ciclos t6rmicos). Jo traducir6 todo su art?culo solo resentar6 un @reve resumen con las&i%uras clave ara Aue ve5is c3mo se reali8an los eIerimentos y c3mo se o@tienen los

resultados. *nimo a los interesados en m5s detalles Aue consulten el art?culo en la revista

(*merican +ournal o& Pysics) si tienen acceso o Aue le idan or correo electr3nico unacoia a Pee Roura (Aue se%uro Aue estar5 encantado or el inter6s desertado or su

art?culo).

:o rimero cali@rar el indicador de consumo de com@usti@le del roio coce comarando

el consumo real (en litros or cada 1-- 9m) y la lectura del sensor en una distancia %randeor ejemlo ,/- 9m. Bn el caso del Vol9s$a%en :uo : la antalla su@estima el

consumo real or un &actor de -.

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Bl rimer eIerimento tiene or o@jeto medir la e&iciencia t6rmica del motor comarando

el consumo de com@usti@le del coce a velocidad constante en varios tramos de carretera

tanto de endiente ascendente como descendente. :a di&erencia entre el consumo de

com@usti@le or unidad de distancia cuando se va endiente arri@a (cu) y cuando se vaendiente a@ajo (cd) es i%ual a cuK cdL 2 m % M(N OFd) donde m % es el cam@io en

ener%?a otencial del coce y el asajero d es la lon%itud de carretera recorrida OFes la

densidad de ener%?a del com@usti@le (/ Q 1-7+ulios or litro ara el di6sel) y N es lae&iciencia t6rmica del motor.

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Bste &i%ura muestra el resultado o@tenido ara el consumo medio y ara la e&iciencia

t6rmica del motor cuyo valor est5 alrededor del 4-> (dentro de las incertidum@reseIerimentales no deende si%ni&icativamente de la velocidad). Bste valor es @astante

ra8ona@le ara un motor di6sel y no se uede eserar una e&iciencia del motor suerior al

4-> salvo en los motores de camiones esados o cuando se usan en sistemas de %eneraci3nde ener%?a el6ctrica. Por suuesto en este valor de la e&iciencia no se an tenido en cuenta

las 6rdidas mec5nicas del motor.

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Bstimar la resistencia del aire (FR) y la resistencia a la rodadura (F) se uede reali8ar

midiendo el tiemo (t) necesario ara incrementar la velocidad del ve?culo en unacantidad &ija on%amos v L 1- 9mMS este tiemo deende de si el ve?culo va cuesta

arri@a tT o cuesta a@ajo t0. :os autores del art?culo deducen la &3rmula F L FRT FL

(1MtT 1Mt0) m vM2S la &i%ura de arri@a muestra Aue F si%ue una trayectoria ara@3lica conla velocidad F L * T E v2 donde * L 11- J y E L - J s2Mm2. Como resultado el

coe&iciente de &ricci3n de los neum5ticos con el as&alto R donde FRL RJ se estima en RL --11 un valor @ajo ya Aue se%=n otros estudios el valor normal ara los neum5ticos est5

entre --1- y --1/.

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Bl coe&iciente aerodin5mico se de&ine a artir de la &3rmula FL < v2M2 donde la

densidad del aire L 122 9%Mm(a /-- m so@re el nivel del mar) el 5rea de la secci3n

transversal del coce es < (unos 1/ m2ara el coce estudiado) y su velocidad media es v.

Bl valor calculado es L -/ Aue est5 en la @anda alta de los valores t?icos ara uncoce Aue est5n entre - y -/ indicando Aue el Vol9s$a%en :uo : no es muy

aerodin5mico.

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Bl consumo de com@usti@le a menos de 2--- rm es mayor rodando a ,- 9mM Aue a /-9mM mientras Aue a 27-- rm este orden se invierte. Bn esta &i%ura se muestra el e&ecto

en el consumo de la marca utili8ada (cuarta tercera y se%unda) a estas dos velocidades /-9m y ,- 9mM. :a l?nea continua corresonde al tra@ajo mec5nico ("$or9) reali8ado orel motor calculado multilicando el consumo medio de com@usti@le (c) y la e&iciencia

t6rmica del motor (N). * /- 9mM la &i%ura indica Aue el -> de la ener%?a del com@usti@le

se ierde en &orma de calor dentro del motor y s3lo el 4-> reali8a tra@ajo mec5nico (l?nea%ruesa). * ,- 9mM el consumo de com@usti@le crece de@ido al incremento en la resistencia

del aire (la resistencia a la rodadura casi no cam@ia). Por ello en t6rminos %enerales el

consumo de com@usti@le es suerior a ,- 9mM Aue a /- 9mM.

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invierte or encima de unas 2--- rm de@ido al incremento las 6rdidas or &ricci3n en el

roio motor (Aue crecen con las revoluciones).

:a e&iciencia ener%6tica %lo@al del motor (NE) llamada en in%l6s "@ra9e e&&iciency se

de&ine como el cociente entre el tra@ajo =til desarrollado or el motor y la ener%?a delcom@usti@le es decir NEL WuM(OFc) donde Wues el tra@ajo =til or unidad de distancia c

es el com@usti@le Aue se consume a lo lar%o de cierta distancia y OFes la densidad deener%?a del com@usti@le. Como muestra la &i%ura de arri@a esta e&iciencia ener%6tica %lo@alno es constante y mejora con&orme crece la marca utili8ada. Por ello se suele recomendar

conducir a una marca alta cuando se viaja a mayor velocidad.

Resumiendo todos los resultados se o@tiene la &i%ura Aue a@re esta entrada. Bn un viaje

t?ico de cada 1-- litros de com@usti@le (di6sel) solo 4- litros se convierten en tra@ajoero %ran arte de este tra@ajo se consume en la &ricci3n con lo Aue solo unos 2, litros se

trans&ieren a las ruedas. Bste valor es m5s alto Aue el valor t?ico ara un motor de %asolina

Aue est5 entre 12 y 1 litros.

:o interesante de este estudio (aroIimado) no son los resultados sino el m6todo.