Calculadora de eficiencia mecánica y pérdida de potencia

¿Qué es la eficiencia mecánica?

Ninguna máquina convierte toda la potencia que recibe en trabajo útil. Una parte se pierde por fricción, agitación y calor. La eficiencia es la relación entre potencia de salida y potencia de entrada: η = P_out / P_in. Siempre es menor que 1, es decir, menor que el 100 %.

La diferencia es la pérdida de potencia, que se convierte en calor: P_loss = P_in − P_out = P_in × (1 − η).

Potencia de entrada necesaria

Si se conoce la salida deseada, la potencia de entrada es P_in = P_out / η. Un error frecuente es multiplicar por la eficiencia. Para obtener 7,5 kW de salida con una eficiencia del 90 %, la entrada debe ser 7,5 / 0,9 = 8,33 kW, no 7,5 × 1,1 = 8,25 kW.

Etapas en serie

Cuando la potencia pasa por varios elementos, la eficiencia global es el producto de sus eficiencias: η_total = η₁ × η₂ × η₃. Un motor del 95 %, un reductor del 90 % y una transmisión por correa del 98 % en serie dan 0,95 × 0,90 × 0,98 = 0,838, o el 83,8 %. El elemento menos eficiente de la cadena tiene el mayor efecto.

Ejemplo

Una transmisión que recibe 10 kW y entrega 8,5 kW tiene una eficiencia del 85 % y una pérdida de 1,5 kW. Esos 1,5 kW se convierten continuamente en calor y deben evacuarse si la carcasa es cerrada.

Límites

La eficiencia cambia con la carga y la velocidad. Los valores de catálogo suelen corresponder a la carga nominal y pueden disminuir considerablemente a baja carga. Para estimar el costo de energía, usa el punto de funcionamiento real y las horas de servicio.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la eficiencia mecánica?

Con una potencia de entrada de ejemplo de 10 kW y una salida de 8,5 kW, dividir la salida entre la entrada da una eficiencia mecánica del 85 %. Ambas potencias deben corresponder al mismo punto de funcionamiento. La eficiencia cambia con la carga y la velocidad, por lo que este valor por sí solo no determina el consumo anual de energía.

Calcular con estos valores