Conceptos básicos del análisis de vibraciones: cómo el equipo rotativo le indica que está a punto de fallar

Puntos clave

• Análisis de vibraciones = monitorización de las firmas de vibración de equipos rotativos para predecir fallos.
• La mayoría de los fallos en equipos rotativos se predicen por cambios en la vibración semanas antes de la avería.
• Firmas comunes: desequilibrio (1x velocidad de funcionamiento), desalineación (2x), defectos en rodamientos (alta frecuencia).
• Desencadenantes: aumento de amplitud, aparición de frecuencias características, comparación con la línea base histórica.
• Vale la pena la inversión en equipos rotativos críticos. Menos valioso en activos estacionarios o simples.

Respuesta breve: El análisis de vibraciones monitoriza las firmas de vibración de equipos rotativos para predecir fallos. La mayoría de los fallos en equipos rotativos cambian los patrones de vibración semanas antes de la avería.

Patrones comunes: el desequilibrio se muestra a la velocidad de funcionamiento, la desalineación al doble de la velocidad de funcionamiento, los defectos de rodamientos en alta frecuencia. Desencadenantes para actuar: aumento de amplitud, nuevas frecuencias características, desviación respecto a la línea base histórica. Vale la pena la inversión en equipos rotativos críticos.

Véase también Fundamentos de la termografía infrarroja .

Por qué la vibración transporta la señal de fallo

Los equipos rotativos en buen estado vibran de forma predecible:

• Alguna vibración a la velocidad de funcionamiento (siempre presente).
• Baja amplitud.
• Espectro estable a lo largo del tiempo.

Los fallos cambian el patrón:

• El desequilibrio incrementa la vibración a 1x de la velocidad de funcionamiento.
• La desalineación genera un componente a 2x de la velocidad de funcionamiento.
• El desgaste de rodamientos genera contenido de alta frecuencia.
• La holgura produce ruido de banda ancha.

Los patrones son característicos; el análisis identifica el modo de fallo antes de que cause una avería.

Qué se mide

• Amplitud. Cuánta vibración (mm/s, g o micras).
• Frecuencia. Qué frecuencias dominan.
• Tendencia. Cambio a lo largo del tiempo.
• Fase. Sincronización relativa (utilizada en balanceo).

La mayoría de las plantas comienzan con análisis de amplitud y frecuencia. El análisis de fase es para trabajos de balanceo.

Las firmas comunes

Desequilibrio: alta amplitud a 1x de la velocidad de funcionamiento. Causa: rotor desbalanceado.

Desalineación: componente a 2x de la velocidad de funcionamiento. Causa: desalineación del acoplamiento.

Eje doblado: 1x y 2x con características de fase. Causa: eje doblado o deformado.

Holgura: contenido de banda ancha, armónicos fraccionarios. Causa: montaje suelto o piezas desgastadas.

Defectos en rodamientos: contenido de alta frecuencia (5x de la velocidad de funcionamiento y superior). Causa: daño en los elementos del rodamiento.

Problemas de engranajes: frecuencia de malla (dientes del engranaje × velocidad de funcionamiento). Causa: desgaste de los dientes.

Qué provoca acción

1. Amplitud por encima de los umbrales de alarma ISO 10816. Normas industriales para la condición de máquinas.
2. Tendencia ascendente. Incluso dentro de los umbrales, una subida persistente indica degradación.
3. Nueva frecuencia característica. Un componente en el espectro que no estaba antes.
4. Patrón que coincide con un modo de fallo conocido. Emergencia de una firma de rodamiento.

Acción: investigar, programar mantenimiento, planificar el reemplazo.

Cómo se despliega la monitorización de vibraciones

Recorrido con analizador portátil. Un técnico con analizador portátil mide cada activo en un recorrido. Común para activos de criticidad media.

Sensores inalámbricos. Sensores alimentados por batería envían lecturas periódicas. Común para activos de difícil acceso.

Monitorización continua en línea. Sensores cableados transmiten datos en tiempo real. Común para activos críticos.

El coste y el valor escalan con el método de despliegue.

Qué no puede hacer el análisis de vibraciones

• Predecir fallos no relacionados con vibración (eléctricos, de control, software).
• Detectar fallos repentinos (impactos, cuerpos extraños).
• Reemplazar la inspección visual del operario (la vibración pasa por alto muchos problemas visibles).
• Funcionar en equipos estacionarios.

La vibración es una herramienta, no la solución completa.

En qué funciona bien

• Motores.
• Bombas.
• Compresores.
• Ventiladores.
• Reductores.
• Turbinas.

Equipos rotativos con rodamientos, engranajes o riesgo de desequilibrio.

Errores comunes

1. Datos de vibración sin análisis. Sensores desplegados; nadie interpreta. Los datos se amontonan; las alertas se ignoran.

2. Alertas solo por umbrales. Pierde señales de tendencia. Use ambos.

3. Sin línea base. Sin comparación histórica, las lecturas actuales no tienen anclaje.

4. Monitorización universal. Monitorizar con vibración activos baratos no compensa.

Integración con CMMS

Las alertas de vibración deberían:

• Generar OT automáticamente al superar un umbral.
• Enrutarse al ingeniero de confiabilidad.
• Rastrear investigación y resolución.
• Actualizar el historial del activo con los hallazgos.

Sin integración con CMMS, las alertas van al correo y se pierden.

Consideraciones de coste

Analizador de recorrido: €3.000-10.000 más tiempo del técnico.

Sensores inalámbricos: €200-500 por punto.

Monitorización continua en línea: €1.000-5.000 por punto más infraestructura.

Escalar según la criticidad. Los activos críticos tienen continuo; los de criticidad media inalámbricos; los de menor criticidad recorrido con analizador.

Cómo se relaciona con OEE

La vibración detecta fallos antes de que produzcan tiempo de inactividad. Las plantas con programas de vibración maduros ven cómo la Disponibilidad mejora a medida que las detecciones se traducen en respuestas planificadas frente a no planificadas.

Cómo un CMMS moderno apoya el análisis de vibraciones

Un CMMS moderno se integra con sistemas de monitorización de vibraciones, genera OT ante alertas, rastrea la resolución y actualiza el historial del activo con los hallazgos.

El CMMS de Fabrico se integra con sistemas de monitorización de vibraciones, genera OTs condicionales y actualiza el historial del activo con hallazgos derivados de la vibración.

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Lecturas relacionadas

• Fundamentos de la termografía infrarroja

Preguntas frecuentes

¿Cuánto antes detecta la vibración un fallo?

Semanas en rodamientos; días en algunos problemas de desequilibrio. Depende de la tasa de degradación.

¿Necesito un analista de vibraciones en plantilla?

Para programas maduros, sí. Para empezar, es común contratar análisis externo.

¿Qué es la ISO 10816?

Norma de vibración con zonas de severidad (A a D) para diferentes clases de máquinas.

¿Debería monitorizar todos los motores?

Los motores críticos e importantes, sí. Motores baratos con redundancia pueden no compensar.

¿Es útil el análisis de vibraciones con IA?

Cada vez más. Los modelos entrenados detectan patrones que los umbrales no ven.