3.2 Rendimiento de una máquina

En los casos ideales no se producían pérdidas de energía, pero en las máquinas reales la transformación de la energía consumida no se realiza de forma íntegra en trabajo útil. Esto se debe, sobre todo, a la existencia de fuerzas de rozamiento, ya sea entre las partes constituyentes de la máquina o con el ambiente que la rodea (fuerzas no conservativas).

Dado que se trata de pérdidas energéticas, se verificará siempre que el trabajo útil será menor que la energía suministrada, y esta energía disipada lo hará en forma de calor.

Como a partir de la energía térmica en que se transforman las pérdidas energéticas es más difícil obtener energía, se pierde calidad de la energía en este tipo de procesos: aunque se conserva la cantidad, se degrada y se transforma en energía poco útil.

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Rendimiento de una máquina

Se denomina rendimiento (η) de una máquina al cociente entre el trabajo útil que proporciona y la energía que se le ha suministrado y consumido. Este rendimiento suele expresarse en tanto por ciento:

Análogamente es posible expresarlo como la relación entre la potencia útil y la potencia teórica de la máquina:



Dado que la energía suministrada siempre será mayor que el trabajo útil obtenido, el rendimiento siempre será menor del 100% y su valor estará comprendido entre 0% (cuando toda la energía sea disipada y no se obtenga ningún trabajo) y 100% (si la conversión es total y toda la energía se transforma en trabajo).

En la vida real una máquina que realice trabajo con un rendimiento del 100% no es posible, pues siempre se producen pérdidas por disipación de calor.

Observa la siguiente animación en la que se explica el rendimiento en un proceso tan simple como elevar un cubo de agua de un pozo.

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El rendimiento de las máquinas

Los valores del rendimiento de las máquinas son variables, dependiendo del tipo de máquina y de su estado.

De forma orientativa:

  • Una máquina de vapor: 8%
  • Una bombilla incandescente: 15%
  • Un motor de gasolina: 25%
  • Un motor diesel 40%
  • Un fluorescente: 40%
  • Un motor eléctrico: 75%
  • Una lámpara LED: 80%
  • Una pila alcalina: 90%

Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

El depósito de agua

Un depósito elevado de capacidad 1000 m3 se llena con agua de un canal situado 20 m por debajo de la boca de entrada del agua del depósito.

a) Calcula la potencia de la bomba necesaria para llenar el depósito en 15 horas.


b) Si en las especificaciones de la bomba escogida se indica que tiene un rendimiento del 75%, ¿qué potencia real deberá tener para que cumpla su función?


Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

Con una grúa

El motor de una grúa eleva con velocidad constante bloques de piedra de 200 kg a una altura de 15 m en 10 s.

Determina el rendimiento del motor si el catálogo indica que su potencia es de 6 CV.