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Monitoreo y análisis de vibraciones (CBM) en máquinas y edificaciones
¿En qué podemos ayudarle?
Bienvenidos al tercer capítulo de Introducción al Análisis de vibraciones, en esta ocasión les hablaré sobre el concepto de límites permisibles y tendencia.
En el capítulo anterior, comentamos que el valor global o energía total de vibración en un punto de medición, puede calcularse de la amplitud de la onda como pico – pico, 0- pico y RMS. Vamos a hablar un poco sobre este último que es el más usado para realizar tendencias en máquinas impulsadas por motores eléctricos:
El valor global RMS, en términos simples es aproximadamente el 70% de la amplitud 0-pico, que al ser calculada por los colectores o software de vibración, descarta picos asociados a impactos temporales, convirtiéndose en un buen referente de la generalidad de las fuerzas destructivas que operan sobre la máquina y el más utilizado en programas de monitoreo de condición por vibraciones. Se utiliza típicamente al medir con sensores acelerómetros, para llevar tendencias del comportamiento vibratorio en velocidad o asociado a problemas de desbalance, holgura y desalineación, así como en aceleración o asociado a problemas en rodamientos, engranajes o de lubricación. Este valor global se expresa en velocidad en mm/s o pulg/s más el componente RMS y en aceleración en g’s o gravedades más el componente RMS.
Con base a lo anterior, para iniciar un plan de monitoreo de condición por vibraciones en máquinas de proceso, recomendamos como mínimo tomar valores globales en velocidad y aceleración RMS. Sin embargo ¿cómo determinar si un valor es muy bajo o muy alto para la máquina o punto de medición?
Lo primero que debemos considerar es que todas las máquinas en operación y en buen estado, vibran con amplitudes diferentes debido a dos elementos esenciales:
El primero, tiene que ver con el diseño de la máquina y las fuerzas que se dan en su operación. Por ejemplo, Un molino de martillos que pulverice roca experimenta y tolera por diseño, niveles de vibración más altos que una bomba o un ventilador pequeño.
Lo segundo, tiene que ver con la rigidez de su estructura y anclaje, por ejemplo, vibra menos una máquina anclada a una estructura rígida de concreto, que la misma máquina atornillada a un marco flexible de metal o que su motor esté en voladizo.
Determinar el nivel justo para una máquina, antes de requerir reparaciones o intervenciones preventivas, a veces no es fácil, sin embargo para máquinas de proceso impulsadas por motores eléctricos, existe una excelente herramienta para iniciar, que es la tabla asociada a la norma ISO 10816-3, que brinda umbrales permisibles de vibración, para valores globales medidos en velocidad RMS en un rango considerado de baja frecuencia de 10-1000 Hz, que corresponde al estándar de medición global en velocidad de cualquier colector de vibraciones. Los umbrales de vibración están clasificados según el tipo de estructura o anclaje de la máquina, es decir si es rígida o flexible y según la potencia o tipo de máquina.
Para un primer paso en la determinación de niveles de vibración en aceleración RMS, el fabricante ADASH, ha desarrollado una tabla más simple, para determinar los límites en función de la velocidad de operación de la máquina y para un rango de alta frecuencia de 500 a 16000 Hz.
Una vez determinados los límites permisibles o umbrales de alarma, es posible iniciar el programa de monitoreo de condición por vibraciones con un colector sencillo o de bolsillo, creando gráficos de tendencia por cada punto y máquina, que nos dan una mirada rápida a los cambios que están ocurriendo en el tiempo con referencia a los límites o umbrales de alarma.
Un cambio ligero en la zona verde o de condición normal, puede atenderse con una simple limpieza o lubricación, un cambio a la zona amarilla o de condición especial puede requerir una inspección, ajuste de tornillos o reparaciones menores y un cambio o permanencia en la zona roja puede requerir la programación de una revisión y ajuste exhaustivo, cambio de repuestos o si el valor incrementa repentinamente incluso una parada de emergencia.
Es importante tendenciar para cada punto los valores globales en velocidad y aceleración RMS al unísono, puesto que cada uno significa patologías distintas, así como que pueden darse cambios en una de ellas sin modificaciones visibles en la otra.
Respecto al tiempo entre mediciones, recomendamos en lo posible realizarlas cada 15 días o un mes para obtener una buena tendencia y tener un preaviso sobre cambios súbitos que puedan atenderse de manera simple. En el peor de los casos cada 2 meses sería un tiempo aceptable. Darle más tiempo, podría no suministrar datos suficientes para realizar mantenimientos según condición, puesto que es muy importante conocer el comportamiento o cambios súbitos en las máquinas que pueden darse con base a las intervenciones periódicas que se realizan, cambios en la producción o después de intervenciones.
