Vibrómetros portátiles

Los vibrómetros portátiles son instrumentos para medir vibraciones en máquinas rotativas (motores, ventiladores, bombas, compresores, reductores, turbinas) y en estructuras mecánicas. Se utilizan para el mantenimiento predictivo, el diagnóstico preventivo, los controles de seguridad, la recepción de máquinas nuevas y las verificaciones de equilibrado. Miden simultáneamente la aceleración (m/s² o g), la velocidad (mm/s) y el desplazamiento (µm) de la vibración, con análisis estadísticos y visualización en pantalla. Emplean sensores (acelerómetros piezoeléctricos) fijados a la máquina por contacto magnético, por tornillo o mediante una sonda manual.

Acelerómetros piezoeléctricos

El acelerómetro piezoeléctrico está formado por una masa sísmica apoyada sobre un cristal piezoeléctrico (cuarzo, cerámica PZT, materiales sintéticos): la aceleración de la estructura sobre la que está montado ejerce una fuerza sobre la masa, que el cristal convierte en una carga eléctrica proporcional. La señal se amplifica y se visualiza. Las características típicas son: sensibilidad de 100 mV/g (modelos estándar) o de 500 a 1000 mV/g (modelos de alta sensibilidad para niveles bajos de vibración); rango de 0,5 a 10.000 g; banda pasante de 0,5 a 10.000 Hz; temperatura de trabajo -40 °C / +120 °C (versiones estándar), hasta +250 °C en aplicaciones de alta temperatura.

Parámetros de vibración

Los parámetros normalizados de evaluación de la vibración son: aceleración RMS (para el análisis en alta frecuencia, indicador de daños en rodamientos y engranajes); velocidad RMS en mm/s (parámetro de severidad vibratoria de las máquinas rotativas, normalizado por la ISO 10816); desplazamiento pico a pico en µm (para máquinas de baja velocidad y problemas de desequilibrio); factor de cresta (relación pico/RMS – indicador de choques como los impactos de un rodamiento defectuoso); análisis espectral FFT (descomposición de la señal en frecuencias para diagnosticar fallos concretos). Los modelos avanzados miden simultáneamente en varias direcciones (3 ejes) y promedian durante períodos prolongados para reducir el ruido.

Diagnóstico de fallos

El análisis espectral FFT permite diagnosticar fallos concretos: desequilibrio rotativo (pico a 1× la frecuencia de rotación); desalineación (picos a 1× y 2× la frecuencia de rotación, eventualmente con componentes axiales); holguras mecánicas (componentes a múltiplos de 1× con bandas laterales); defectos de rodamientos (frecuencias características BPFO/BPFI/BSF/FTF calculadas a partir de la geometría del rodamiento); defectos de engranajes (frecuencias de engrane GMF = número de dientes × velocidad del eje); cavitación de bombas (ruido aleatorio de banda ancha). Un conocimiento a fondo de las frecuencias características es esencial para el diagnóstico.

Aplicaciones

Las aplicaciones industriales son: mantenimiento predictivo de máquinas rotativas (menos paradas imprevistas, programación de las intervenciones antes del fallo); controles de recepción de máquinas nuevas (verificación de la conformidad con las especificaciones del fabricante); campañas periódicas sobre el parque de máquinas (recogida de datos de todas las máquinas de la planta para el análisis histórico y la detección de derivas); equilibrado dinámico de rotores (junto con equilibradoras); controles de seguridad de grúas, ascensores y equipos industriales; verificación de amortiguadores y apoyos antivibratorios; análisis de vibraciones estructurales de edificios, puentes e infraestructuras.

Normas de referencia

Las normas principales son: ISO 10816 (Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts, partes 1-7 específicas por tipo de máquina); ISO 7919 (vibración de ejes rotativos); ISO 13373 (mantenimiento basado en la condición con análisis vibratorio); ISO 18434 (termografía para el mantenimiento); ISO 1940-1 (calidad de equilibrado de rotores rígidos). La calibración periódica de los acelerómetros se realiza en excitadores calibrados ISO 17025, normalmente con periodicidad anual.

Criterios de elección

La selección del vibrómetro depende de: la aplicación (control periódico sencillo → modelos de un solo eje con visualización de las magnitudes básicas; diagnóstico avanzado → modelos con FFT integrada y análisis espectral); el rango de frecuencia necesario (variable según el tipo de máquina); la sensibilidad del sensor (alta sensibilidad para niveles bajos en máquinas grandes); las funciones de registro y archivo para el análisis histórico; la integración con software de PC para el análisis avanzado y la gestión del parque; el cumplimiento de las normas ISO aplicables.