Análisis de vibraciones en bombas centrifugas: Unidades de vibración que debes manejar

Realizar un correcto análisis de vibraciones en bombas centrifugas, interpretando adecuadamente las unidades de vibraciones, permite que un responsable de mantenimiento industrial pueda minimizar las averías en estado latente que pueden evolucionar a graves y reducir los costos de las reparaciones de sustitución del cierre del eje o los cojinetes del motor.

Las  bombas centrífugas vibran debido a las tolerancias inherentes a cada uno de sus elementos constructivos. Entendamos en este post las unidades de vibración que debe manejar un técnico de mantenimiento para poder ofrecer un acertado análisis de vibraciones en bombas centrifugas que arroje acciones inteligentes para el mantenimiento preventivo de bombas.

• El desplazamiento

Para explicar el significado de los tres parámetros medibles en una señal de vibración, para el análisis de vibraciones en bombas centrífugas, vamos observar de cerca la dinámica de la oscilación de un eje vibratorio.

Imagínese que usted está viendo un punto del eje. Si el eje oscila verá el desplazamiento del punto de arriba hacia abajo a esto lo llamamos desplazamiento. El desplazamiento es sencillamente la distancia al objeto desde una posición de referencia o punto de equilibrio.

• La velocidad

En términos matemáticos la velocidad es la derivada del desplazamiento, esto significa que cuando la posición de nuestro punto está en la distancia positiva máxima, tenemos que invertir la velocidad de una dirección a la otra y exactamente en la distancia máxima la velocidad es cero. Cuando el punto está cruzando la distancia cero (nuestra referencia) nuestro punto va a su velocidad más rápida para llegar a la distancia negativa más alta, y de nuevo la velocidad será igual a cero en la distancia negativa más alta para cambiar la dirección.

• La aceleración 

La aceleración es la derivada de la velocidad y significa que describe los cambios de la velocidad. Como hemos visto, la velocidad cambia la dirección en las dos distancias máximas, por lo que la aceleración será máxima en estos puntos y opuesta a la dirección del movimiento de la creación del cambio de la dirección. Cuando la distancia es cero, la velocidad alcanza un máximo de cruzar un punto de velocidad constante, donde la aceleración es cero.

El proceso inverso de la derivación es la integración y esta es la manera cómo podemos conseguir la velocidad de las lecturas de aceleración en el análisis de vibraciones de bombas centrífugas a través de los transductores.

La visualización de las vibraciones mecánicas en el dominio del tiempo no es útil en absoluto para supervisar la máquina debido a que las diferentes señales se superponen, esto hace que sea difícil distinguir entre los diferentes componentes de una señal de vibración. Por ejemplo, si se considera un simple ventilador centrífugo, es posible tener en la misma señal de vibración diferentes señales producidas por el desequilibrio, cojinetes,  y el paso de la pala.

Teniendo esto en cuenta, se deduce que la forma de onda de vibración de una máquina no es una señal sinusoidal sino que puede llegar a ser muy compleja. Para el caso del ejemplo del ventilador, los cojinetes, las aspas y el desequilibrio, generan cada uno, una onda diferente en amplitud y frecuencia.

Esta señal de dominio de tiempo se descompone en sus componentes a través de un proceso llamado Transformada de Fourier. El resultado de la transformada de Fourier es el dominio de la frecuencia también llamado espectro de frecuencias.

En el dominio de la frecuencia, los diferentes componentes de la señal de vibración pueden distinguirse y medirse como se ve en la imagen inferior de la figura anterior, la señal de tiempo (azul) no deja de visualizar los componentes de la vibración, en la imagen derecha, el dominio de la frecuencia (X vs. f) permite distinguir los diferentes componentes de la vibración.

Si quieres saber más sobre los conceptos del análisis de vibraciones mecánicas en máquinas rotativas, como bombas y ventiladores, te invitamos a revisar los recursos y contenidos para ingenieros que enviamos a través del Bulletin d'information sur les technologies pour l'industrie, un boletín que en el cual recibirás información y vídeos actualizados sobre cómo incrementar la fiabilidad de las máquinas con actividades de mantenimiento predictivo, te permitirá conocer las nuevas soluciones disponibles en el mercado para optimizar las operaciones de su planta.