¿Cuánta energía tiene un coche?

Torre electrica

A menudo hablamos de la energía, en muchos ámbitos. Y la seguridad vial no es una excepción. Decimos que los accidentes a altas velocidades son más graves porque hay más energía involucrada. Que más difícil frenar porque los frenos no pueden disipar toda la energía rápidamente. Pero, ¿realmente cuánta energía tiene un coche? Hacer números por si solos es un poco estéril, lo más útil es comparar con situaciones cotidianas. Así que eso es lo que voy a intentar hacer hoy.

Una de las situaciones donde más hablamos de energía de forma cotidiana es la nutrición. En este contexto, la unidad que utilizamos es la kilocaloría (aunque muchas veces se dice caloría a secas, supongo que lo de kilo suena a demasiado… pero en realidad casi casi siempre nos referimos a kilocalorías). La referencia que voy a utilizar es la ingesta media recomendada de 2000kcal al día para una persona que no esté haciendo una dieta particularmente estricta.

90 caballos

Supongamos que tenemos un motor capaz de proporcionar 90cv, o lo que es lo mismo 66kW. Pues bien, si traducimos a esto a lenguaje nutricional resulta que el motor está proporcionando lo equivalente a un poco menos de 16kcal, cada segundo. Si mantenemos el motor a plena potencia durante toda una hora (que, en condiciones de tráfico abierto difícilmente será deseable, o siquiera posible; pero hagamos el ejercicio mental de suponer que sí), eso supone que el motor proporciona al vehículo un poquito menos de 57000kcal. En sólo una hora, lo equivalente a unas 28,5 veces a la ingesta de todo un día de una persona.

Otra forma de verlo: la energía que proporciona cada segundo el motor es equivalente a la que un deportista proporciona a una mancuerna con 70kg al levantarla un metro de altura… ¡100 veces! Debo reconocer que no soy muy asiduo a los gimnasios, pero diría que hacer cien levantamientos por segundo, incluso con unas pesas tan moderadas, debe ser más bien difícil.

motor

A 100 por hora

Hasta ahora hemos hablado de la energía que proporciona el motor. No obstante, toda esa energía no se queda en el vehículo. La mayoría se pierde en el ambiente. Principalmente moviendo el aire que se opone al avance del vehículo, pero también en otras cosas como hacer ruido (si, eso también consume energía), calentar el motor y el aire que lo rodea, etc. Pero quizá sea más interesante hablar de la energía que realmente permanece en el vehículo. Esa energía depende de dos factores: de la masa del vehículo (considerando sus ocupantes y carga) y su velocidad.

Supongamos que la masa en orden de marcha del vehículo es de 1000kg y que se mueve a 100km/h, por eso de hacer números redondos. Os voy a ahorrar los cálculos, pero resulta que la energía (cinética) que tiene el coche a casa de su masa y velocidad es de aproximadamente 386kJ, que en términos dietéticos equivale a un poco más de 92kcal. Es más o menos la energía que proporciona una ración de 20g de cereales de copos de maíz. Si no fuera por todas las pérdidas de energía por fricción, con sólo eso nos bastaría para poner un coche de tonelada a 100 por hora.

Para sumar las 2000kcal de la dieta media diaria tendríamos que sumar casi 22 coches de esa masa y a esa velocidad. O un camión de 22 toneladas. O lo que es lo mismo, con todo lo que ingiere en un día una persona, habría suficiente energía para mover 22 coches de las características mencionadas. Reiterar que esto es siempre en el supuesto ideal (e imposible) de que no exista ninguna pérdida de energía. Para solventar dichas pérdidas necesitaríamos aportar constantemente energía, eso es lo que vimos unos párrafos más arriba.

Siempre decimos que la energía cinética que tiene un coche al moverse a cierta velocidad es la que después se puede invertir en provocar daños si hay un accidente. A priori parece poca energía, pero pensémoslo de otra forma: si un ser humano gasta, de media, 2000kcal en un día, entonces tardará aproximadamente 66 minutos en gastar las 92kcal. Ahora, imaginemos que le damos a una persona cualquiera 66 minutos para destrozar un vehículo y sus ocupantes, con la única condición que no puede utilizar ninguna fuente de energía externa. Ni una bomba, ni una moto sierra.

Pero sí que puede utilizar herramientas mecánicas como sierras o hachas; esas herramientas permiten multiplicar la fuerza, es decir la eficacia con la que la persona utiliza su energía). Pero no incrementan el gasto energético total. En esos 66 minutos, la persona gastaría de media la misma energía que se liberaría si el vehículo de una tonelada a 100km/h colisionara contra un objeto detenido.

Yo nunca he hecho la prueba. Pero diría que con una hora hay tiempo de sobras para que una persona pueda dejar hecho trizas el vehículo y todo lo que lleve dentro.

Batería de móvil

La batería de tu móvil

Otro contexto en el que hablamos a menudo de energía es al referirnos a las baterías de los dispositivos móviles. Tomando, por ejemplo, la batería del iPhone 5, que según la wikipedia es capaz de almacenar una energía de 5,45Wh, que en el sistema internacional se traduce en poco menos de 20kJ. Eso equivale a aproximadamente 4,7kcal. Es decir, para conseguir que nuestro vehículo de referencia de una tonelada alcance los 100km/h serían necesaria la energía almacenada en 20 baterías como la de un teléfono inteligente.

Este ejemplo nos ayuda a entender el motivo por el que los coches eléctricos van equipados con baterías tan voluminosas. Porque, además, nuestro cálculo (insisto una vez más) supone que el vehículo no sufre pérdidas de energía de ningún tipo. Si tuviéramos eso en cuenta, obviamente la energía que debe proporcionar la batería se multiplica. Sobretodo, teniendo en cuenta que seguramente necesitaremos poner el vehículo en marcha desde parado varias veces (a causa de semáforos y todo eso). Por suerte, sistemas como los frenos regenerativos pueden ayudar a recuperar parte de esa energía.

Volviendo al tema que nos ocupa, habíamos dicho que el motor de 90cv proporciona unas 15,82kcal cada segundo. Es decir, algo así la energía contenida en 3,4 baterías de iPhone, cada segundo. Imaginate, unas diez baterías agotadas en lo que tardas en decir supercalifragilisticoespialidoso. Esa es la energía que proporciona un motor de 90cv, que tampoco es de lo más potente que podemos imaginarnos en el mercado. Si llegamos a hacer estos cálculos con un ferrari, la marca de la manzana podrida no daría para alimentar un sólo coche.

Hasta aquí esta ristra enorme de números y comparaciones. La mayoría son forzadas, pero espero que hayan servido para hacernos una idea de la cantidad de energía que realmente contiene un coche, en comparación con otras actividades de la vida diaria.

En Circula seguro | La energía en la automoción (1)
Foto | Daniel X. O’Neil, A I R, Andy Melton

  • Escargot

    De todos los artículos que he leído hasta ahora, el más sorprendente.

    Lo único que te ha faltado es recordar que lo

  • Escargot

    Disculpa, se ha enviado sin querer.

    Decía que lo único que te ha faltado por decir es que en el caso real las hachas y martillos y demás lo hacían todo en un segundo. Si te empiezan a destrozar el coche con hachas aún te puedes escapar, pero en el mundo real todo pasa en un segundo.

  • S.A.

    Hola,
    Soy un lector de vuestros artículos, que me parecen muy interesantes. Cuando he leido que un coche que da 90CV es lo mismo que subir una pesa de 7kg 1m de altura me ha sorprendido un poco porque cuando te subes en una bici y das pedales no tienes una salida como una moto con 90CV. He hecho el cálculo y se necesitaría 10 veces más energía.
    E=mgh=7*9,81*1=68,67 J
    90CV=66.000 J/s

    Saludos

  • Tienes toda la razón del mundo. Al parecer me lié yo mismo con los apuntes que me preparé sobre esto hace tiempo y he metido la pata hasta el fondo.

    De hecho, había un error en un factor 1000, no sólo diez…

  • Interesantísimo el artículo.
    La verdad es que hay muchas cosas que no termino de comprender (me ayudan los ejemplos) aunque hago una observación:
    El que diga que para ahorrar combustible no coge el coche y va andando y así no gasta, NO es cierto.
    Gastas parte de tu energía en andar que luego tendrás que suplir con una posible mayor cantidad de comida (quizá a la larga más barato). [A lo mejor lo estoy analizando mal].
    Un abrazo

    • Escargot

      Eso es cierto, pero al menos no contaminas. Esto… bah, dejémoslo ahí. XD

    • Bueno, incluso en condiciones ideales, la masa de tu cuerpo tiene que desplazarse tanto si vas en coche como caminando. La diferencia entre ambos casos es si se desplaza también la masa del coche. Obviamente desplazar la masa del coche + la tuya cuesta más que desplazar sólo la masa del coche.

  • Hola quiero saber que energia sale del motor de un auto