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MOMENTO DE INERCIA - Definición - Significado

27/04/2011
Representa el equivalente de la masa en el movimiento giratorio: es la relación (I) entre el par aplicado (C) a un sistema giratorio y la aceleración angular.
Existe una relación bien determinada entre la masa (m) del cuerpo giratorio, su distancia al eje de rotación (radio, r) y el momento de inercia; éste es el producto de la masa por el cuadrado del radio: I = mr2. Por tanto, la misma masa crea momentos de inercia completamente diferentes al variar la distancia al eje de rotación.
Todos los órganos giratorios presentes en un automóvil se caracterizan por un momento de inercia, como: el volante, los órganos de la transmisión y las ruedas. Según los casos, interesará que los momentos de inercia sean grandes o pequeños.
El volante tiene como misión que la rotación del eje sea uniforme: en términos técnicos, determina que las aceleraciones angulares de éste sean mínimas, mientras que el par motor, al variar en cada instante, tiende a hacer aumentar y disminuir periódicamente la velocidad de rotación. Para que el funcionamiento del motor sea suave y regular, incluso a regímenes bajos, el volante deberá tener un momento de inercia bastante grande, pero, para ahorrar peso, convendrá hacerlo de diámetro mayor, de manera que se obtenga el efecto deseado con una masa más pequeña.
Este problema es muy diferente para los órganos de la transmisión y para las ruedas. Cuando se quiera aumentar la velocidad del automóvil, se utilizará el par motor tanto para acelerar el movimiento de traslación de todo el vehículo como el de rotación de la transmisión y de las ruedas. Por consiguiente, deberán vencerse la fuerza de Inercia del vehículo y el momento de inercia de sus masas giratorias.
Existe una relación precisa entre la velocidad de rotación de cada órgano y la velocidad del vehículo, relación determinada por el radio de rodadura de los neumáticos, por la relación en el puente y por las del cambio. Para comparar el efecto de las masas giratorias con el peso del vehículo puede substituirse idealmente el momento de inercia de cada parte giratoria con una masa ideal que se traslada (es decir, que no exista en realidad, pero que tiene un efecto idéntico al del momento de inercia), denominada masa equivalente. Esta masa deberá ser tal que su energía cinética sea igual a la energía cinética del órgano giratorio.
La aceleración (a) del vehículo será entonces la relación entre la fuerza de tracción (T), reducida lógicamente por la resistencia al avance, y la suma de la masa (m) propia del vehículo más la masa equivalente (m,) de todos los órganos giratorios (ruedas, transmisión, motor): Ta —m + tne.
Una disminución de la masa de estos últimos producirá entonces una doble ventaja, realizando una reducción de ambas masas.
Se comprueba, además, que la disminución de la masa equivalente será tanto mayor cuanto más elevada sea la relación de reducción: sobre todo, acelerando en las marchas bajas, sería conveniente tener volantes con un momento de inercia pequeño. Éste es el motivo por que se utilizan volantes muy aligerados, a pesar de los inconvenientes que esto implica sobre el régimen de ralentí.
Sin embargo, aligerar el árbol de transmisión no serviría de nada, dado su pequeño diámetro, pero puede obtenerse mayor ventaja con las llantas de aleación ligera.

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