En este artículo se explica qué es un caballo de fuerza. Encontrarás cuánto es un caballo de fuerza expresado en otras unidades, las variaciones que tiene esta unidad y, por último, la historia de esta medida de potencia.
Índice
¿Qué es un caballo de fuerza (horsepower)?
Un caballo de fuerza es una unidad de potencia utilizada en el sistema de unidades anglosajón. Un caballo de fuerza es igual a 745,7 vatios.
El símbolo del caballo de fuerza es HP, siglas que provienen del término inglés horsepower.
El caballo de fuerza también se llama caballo de potencia, ya que en realidad se trata de una unidad para medir potencias y no fuerzas.
Cabe destacar que el caballo de fuerza no es la unidad de medida de la potencia en el Sistema Internacional (SI), dicha unidad es el vatio. De todos modos, el caballo de fuerza aún se usa actualmente. Más abajo veremos las aplicaciones de esta unidad de medida.
Variaciones del caballo de fuerza
A diferencia de otras unidades, existen diferentes definiciones del caballo de fuerza. Esto es debido a que cuando se extendió su uso por toda Europa, se tomaron diferentes valores para definir matemáticamente el caballo de fuerza. A continuación puedes ver las cuatro variaciones principales de esta unidad de potencia:
- Caballo de fuerza mecánico (mechanical horsepower o imperial horsepower): consiste en la potencia necesaria para levantar 33000 libras-fuerza a una altura de 1 pie durante 1 minuto. Un caballo de fuerza mecánico es equivalente a 745,7 vatios.
- Caballo de fuerza de vapor o caballo de fuerza métrico (metric horsepower): definido como la potencia necesaria para levantar un peso de 75 kilopondios a 1 metro de altura durante 1 segundo. Su equivalencia en vatios es 735,5 W. Es la unidad más utilizada en la Europa continental.
- Caballo de fuerza eléctrico (electrical horsepower): usado en los motores eléctricos para mostrar su potencia de salida (no la potencia de entrada). Matemáticamente, se define como exactamente 746 vatios (o watts).
- Caballo de fuerza de caldera (boiler horsepower o BHP): usado sobre todo para indicar la capacidad de una caldera para proporcionar potencia en forma de vapor a un motor de vapor. Se define como el calor necesario para evaporar 34,5 libras de agua a 212 grados Fahrenheit (100 °C) en 1 hora. Su valor en vatios es 9809,50 W.
Se debe tener en cuenta que el significado original del caballo de fuerza era el de caballo de fuerza mecánico, pero luego se hicieron las otras definiciones.
Tabla de equivalencias del caballo de fuerza
En la siguiente tabla puedes ver las equivalencias entre el caballo de fuerza y otras unidades diferentes de potencia:
| Unidad | Símbolo | Equivalencia a 1 HP |
|---|---|---|
| Vatio | W | 745,7 W |
| Kilovatio | kW | 0,7457 kW |
| Kilocaloría/hora | kcal/h | 641,19 kcal/h |
| Caballo de vapor | CV | 1,0138 CV |
| Kilográmetro/segundo | kgm/s | 76,035 kgm/s |
Puedes usar los factores de conversión para pasar de unas unidades de potencia a otras.
Por ejemplo, si quieres convertir 3500 W a caballos de fuerza simplemente tienes que dividir el valor de la potencia por el factor de conversión de la tabla:
¿Cuánto es un caballo de fuerza?
Para completar el significado de caballo de fuerza, en este apartado veremos la fórmula de un caballo de fuerza.
Como seguro que ya sabes, la fórmula para calcular una potencia es igual al trabajo realizado por una fuerza dividido por el tiempo de aplicación de dicha fuerza:
Además, el trabajo de una fuerza es equivalente al valor de dicha fuerza por la distancia recorrida, de modo que la expresión algebraica anterior queda:
Así pues, un caballo de fuerza es igual a la potencia necesaria para que el movimiento generado por una fuerza de 330 lbf durante 1 minuto sea de 100 pies.
Por lo tanto, un caballo de fuerza vale 33000 libras-fuerza por pies partido por minuto:
O si queremos expresar el caballo de fuerza en función de los segundos:
Para que puedas hacerte una idea de cuánto es un caballo de fuerza, un humano medio puede realizar aproximadamente 1,2 HP brevemente y 0,1 HP de manera indefinida. Asimismo, un atleta de élite puede llegar a hacer 2,5 HP durante un intervalo de tiempo corto y 0,35 HP durante un periodo de varias horas.
Origen del caballo de fuerza
En este último apartado se explica la historia acerca el caballo de fuerza como unidad de potencia, ya que es un nombre bastante peculiar.
En el siglo XVIII, la población aún usaba los caballos como medio de trabajo habitual. Los caballos no solo se utilizaban para el transporte, sino también para hacer trabajos laboriosos.
De modo que cuando se inventaron las primeras máquinas de vapor, salió la necesidad de comparar la capacidad de trabajo de un caballo con una máquina.
En concreto, James Watt quiso encontrar una manera de comparar numéricamente la cantidad de caballos que equivalían a una máquina, ya que así podría comercializar mejor las máquinas de vapor en la población que aún usaba caballos para el trabajo.
Tras varios experimentos, Watt determinó que un caballo era capaz de hacer girar 2,4 veces por minuto una rueda con un radio de 12 pies. Teniendo en cuenta que el valor atribuido a la fuerza de un caballo era 180 lbf, el cálculo de la potencia fue:
![\begin{aligned} P& =\cfrac{W}{t}=\cfrac{F\cdot r}{t}\\[2ex] &=\cfrac{180 \text{ lbf} \cdot 2,4 \cdot 2\pi \cdot 12\text{ ft}}{1 \text{ min}}\\[2ex] & =33572 \ \cfrac{lbf\cdot ft}{min}\end{aligned}](https://www.ingenierizando.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-096f400c58ece08b86f48997d372d4d7_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
Finalmente, para facilitar la conversión, aproximó el resultado a 33000 lbf·pie/min.
Actualmente, en el mundo de la ingeniería la unidad del caballo de fuerza está quedando en desuso porque la unidad oficial de la potencia en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio. Sin embargo, la potencia de los coches sigue expresándose en caballos de fuerza debido a su larga tradición.
