Las zonas de severidad de vibración ISO 20816 A, B, C y D ofrecen a los ingenieros de equipos rotativos una forma de juzgar si un nivel de vibración medido es sano, tolerable o una señal de advertencia de que se está produciendo daño. La norma traduce un único número, la velocidad RMS de vibración en milímetros por segundo, en un veredicto de operación que un supervisor de turno puede aplicar sin necesidad de tener a un analista de vibraciones de guardia.
ISO 20816 es la norma vigente para evaluar la vibración mecánica de máquinas a partir de mediciones en partes no giratorias. Sustituye a la antigua serie ISO 10816, parte por parte, a medida que se revisa cada sección. La Parte 3 (ISO 20816-3) reemplazó a ISO 10816-3 para máquinas industriales por encima de 15 kW y velocidades entre 120 y 30.000 rpm. El concepto de zonas y las letras A/B/C/D se mantienen sin cambios. Si su CMMS o los informes de aceptación aún citan los límites de severidad de vibración ISO 10816-3, los límites son los mismos que ahora se publican en ISO 20816-3; sólo cambió el número del documento.
La norma divide la escala de severidad de vibración en cuatro zonas consecutivas, cada una un juicio sobre la condición más que solo una banda de magnitud:
Las Zonas A y B permiten operar libremente. La Zona C es un desencadenante para la planificación, no una emergencia. La Zona D significa detener la máquina o aceptar desgaste y fallo acelerados.
ISO 20816 utiliza la velocidad RMS de vibración de banda ancha, expresada en mm/s, medida en la carcasa del cojinete u otra estructura no giratoria accesible, típicamente en el rango de 10 Hz a 1.000 Hz. La velocidad RMS se prefiere sobre el desplazamiento pico porque se correlaciona bien con la energía que induce fatiga en el rango de frecuencias medias, donde aparecen las firmas por desbalanceo, desalineación y holgura. Las lecturas suelen tomarse en tres direcciones en cada cojinete, y la zona asignada se determina por el valor más alto registrado.
Una sola tabla de severidad no puede ajustarse a todas las máquinas: un gran turbogenerador y un pequeño motor de bomba toleran vibraciones absolutas muy diferentes para la misma condición relativa. ISO 20816-3 aborda esto dividiendo las máquinas industriales en dos grupos por potencia y altura del eje, y luego subdividiendo cada grupo según la rigidez del soporte.
Dentro de cada grupo, los cimientos de soporte rígidos admiten límites absolutos más bajos que los flexibles, ya que un cimiento flexible absorbe y redistribuye la energía de forma distinta a uno rígido. Asignar correctamente el grupo y el tipo de soporte es la causa más común de alarmas de vibración aplicadas incorrectamente.
La tabla a continuación muestra las velocidades límite de las zonas según ISO 20816-3 para máquinas montadas rígidamente. Las máquinas montadas de forma flexible en los mismos grupos tienen valores límite más altos, así que confirme el tipo de montaje antes de aplicar una tabla de memoria.
| Grupo de máquinas | Límite Zona A/B | Límite Zona B/C | Límite Zona C/D |
|---|---|---|---|
| Grupo 1 (más de 300 kW, soporte rígido) | 2.3 mm/s | 4.5 mm/s | 7.1 mm/s |
| Grupo 2 (15 a 300 kW, soporte rígido) | 1.4 mm/s | 2.8 mm/s | 4.5 mm/s |
Un motor de bomba del Grupo 2 montado sobre una base rígida que mida 2.0 mm/s RMS se encuentra cómodamente en la Zona B; la misma lectura en una unidad más pequeña montada de forma flexible podría aún estar dentro de la Zona A. El contexto importa más que el valor numérico.
Las zonas cumplen dos funciones: pruebas de aceptación, donde una máquina nueva o revisada debe ponerse en servicio en Zona A o dentro de la Zona B antes de la firma, y monitoreo continuo, donde los umbrales de alarma y paro se derivan de los límites de zona, ajustados por la criticidad de la máquina. Esto difiere y complementa los límites de protección fijos en los sistemas de protección de maquinaria API 670 en turbomáquinas críticas, que usan valores absolutos de disparo en lugar de un marco relativo por zonas.
Los equipos cargan cada vez más estos límites como umbrales para que una lectura del cojinete que cruce de la Zona B a la Zona C genere automáticamente una orden de trabajo. El CMMS de Fabrico adjunta los umbrales de las zonas ISO 20816 a las lecturas de vibración de los activos y escala inmediatamente un cruce a la Zona D; véalo con una demo de Fabrico. Una tendencia ascendente dentro de una zona, por ejemplo de 1.0 a 2.0 mm/s mientras todavía se está dentro de la Zona B, suele ser una advertencia temprana más útil que la propia etiqueta de la zona. La vibración persistente en la parte alta de una zona, especialmente en equipos de velocidad variable, amerita revisar la dinámica del rotor; consulte velocidad crítica y dinámica de rotores para ver cómo la resonancia amplifica fuerzas modestas hasta lecturas de Zona C o D.
Ninguna sola parte lo cubre todo. ISO 20816-1 establece principios generales; las partes posteriores tratan tipos de máquinas específicas, como la Parte 3 para máquinas industriales, y otras cubren turbinas de vapor, aerogeneradores y máquinas reciprocantes. Use la parte redactada para la categoría que se está evaluando.
No necesariamente de inmediato. La Zona C significa que la operación continua es insatisfactoria, pero la máquina normalmente puede seguir funcionando por un periodo limitado mientras se planifica la reparación. La Zona D es el punto en que se considera probable el daño, y la operación continua no debería ser rutinaria.
Sí. Para las partes que han sido reeditadas, los valores de velocidad límite no han cambiado; sólo cambiaron el número de la norma y algún contenido editorial. Una lectura en Zona B según ISO 10816-3 sigue siendo Zona B según ISO 20816-3.
Un soporte o cimiento flexible disipa y transmite la energía de vibración de manera diferente a uno rígido, por lo que la misma falla produce una velocidad medida distinta en la carcasa del cojinete. La norma eleva los valores límite para soportes flexibles para mantener el juicio de severidad vinculado a la condición real, no al tipo de soporte.
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