Reducción de vibración

¿Qué es la reducción de vibración?

Toda máquina rotativa vibra un poco; el objetivo no es eliminar la vibración por completo, sino llevarla por debajo de un umbral seguro. Ese umbral se expresa en velocidad de vibración RMS (mm/s) y se evalúa con normas como ISO 10816 / ISO 20816, que clasifican el estado de la máquina en zonas (buena, aceptable, insatisfactoria, inaceptable).

La reducción de vibración eficaz sigue siempre la misma lógica: primero se mide y se diagnostica (¿de dónde viene la vibración?), después se corrige la causa y, por último, se verifica que el nivel ha bajado. Saltarse el diagnóstico —por ejemplo, equilibrar una máquina cuya vibración en realidad procede de un rodamiento dañado— es el error más caro y frecuente.

Fig. 1. Reducción de vibración mediante equilibrado dinámico in situ: el rotor se corrige montado en sus propios apoyos, a su velocidad de trabajo.

Identificar la causa antes de reducir: síntoma → causa

Reducir la vibración sin diagnosticar es como tomar analgésicos sin saber qué duele. La firma de la vibración en el espectro FFT y la fase revelan la causa. Esta es la tabla de diagnóstico que usan los técnicos:

Un analizador de vibraciones con FFT permite separar estas causas en minutos. Si quiere profundizar en la lectura del espectro, consulte nuestra guía de diagnóstico de vibraciones y la página sobre el analizador de vibraciones.

Reducción nº 1: equilibrado dinámico (el desequilibrio)

El desequilibrio es la causa raíz dominante de la vibración a 1x. Se produce cuando el centro de masa del rotor no coincide con su eje de giro: una pequeña masa descentrada genera una fuerza centrífuga que crece con el cuadrado de la velocidad. Por eso un desequilibrio de unos pocos gramos puede sacudir un rotor entero a alta velocidad.

El equilibrado dinámico mide la amplitud y la fase de esa fuerza y calcula uno o varios contrapesos para anularla. Es, con diferencia, la palanca de reducción de vibración con mejor relación coste-beneficio, porque elimina la causa en lugar de amortiguar el síntoma.

Cómo reduce la vibración (5 pasos)

1. Medición inicial: dos acelerómetros captan la vibración en los apoyos y un sensor láser da la referencia de fase (RPM).
2. Carrera de prueba: se añade una masa de prueba conocida para medir cómo responde el rotor (coeficientes de influencia).
3. Cálculo: el software calcula la masa exacta y el ángulo del contrapeso (en 1 plano para desequilibrio estático, en 2 planos para el dinámico).
4. Corrección: se añade el contrapeso (tornillo, soldadura) o se retira masa (taladrado).
5. Verificación: se vuelve a medir; la vibración a 1x debe caer dentro de la tolerancia de la clase G elegida.

Reducción nº 2 y nº 3: desalineación y holguras

Corregir la desalineación

Cuando dos ejes acoplados no comparten exactamente la misma línea, aparece la desalineación, segunda causa más frecuente de vibración. Se reconoce por un pico elevado a 2x y por una vibración axial anormalmente alta. La reducción pasa por alinear los ejes (paralela y angular) con reloj comparador o alineación láser, teniendo en cuenta la dilatación térmica del montaje en marcha. Equilibrar una máquina desalineada no resuelve el problema: hay que alinear primero.

Ajustar holguras y fijaciones

La soltura mecánica —pernos de anclaje flojos, juego excesivo en rodamientos, grietas en la bancada— amplifica cualquier fuerza presente y genera armónicos múltiples (2x, 3x, 4x…) en el espectro. Reducir esta vibración consiste en apretar las fijaciones al par correcto, reponer la rigidez de la cimentación y ajustar los ajustes de los rodamientos. Es la palanca más barata y, a menudo, la más olvidada.

Fig. 2. Trabajo sobre un acoplamiento: la reducción de vibración combina equilibrado del rotor con la correcta alineación del conjunto.

Beneficios de reducir la vibración

Reducir la vibración no es un fin estético: cada décima de mm/s eliminada se traduce en beneficios medibles.

• Menos ruido (−20 % a −50 %): gran parte del ruido de una máquina rotativa procede de la vibración estructural; al reducirla, el nivel sonoro percibido baja de forma notable.
• Rodamientos más duraderos: hasta el 80 % de los fallos de rodamientos se relacionan con desequilibrio o desalineación. Reducir la vibración multiplica su vida útil de meses a años.
• Menor consumo de energía: la energía que se va en "sacudir" la máquina deja de malgastarse; los equipos equilibrados consumen entre un 10 % y un 25 % menos en casos de desequilibrio severo.
• Mayor calidad de producto: en husillos y máquinas-herramienta, menos vibración significa mejor acabado superficial y tolerancias más finas.
• Menos paradas de emergencia: la baja vibración frena la fatiga del metal y previene fallos catastróficos.

¿Hasta dónde reducir? Zonas de severidad ISO 10816

La meta de la reducción de vibración se fija con la velocidad RMS (mm/s) según ISO 10816/20816. La siguiente tabla resume las zonas de severidad de forma orientativa (los límites exactos dependen del tamaño y montaje de la máquina):

Balanset-1A mide precisamente esta velocidad RMS en el rango 0,02–80 mm/s (banda de 5–200 Hz), por lo que sirve tanto para evaluar el punto de partida como para confirmar que la reducción ha llevado la máquina a la zona A o B. Para una medición rápida sin equilibrar, consulte el vibrómetro y el medidor de vibraciones.

Caso práctico: reducir la vibración de un ventilador con Balanset-1A

El Balanset-1A es un dispositivo portátil de dos canales que se conecta a un PC/portátil Windows por USB y reúne tres herramientas en una: vibrómetro, analizador de vibraciones (FFT, forma de onda, fase, dos canales simultáneos) y equilibradora dinámica en 1 o 2 planos. Veamos cómo se aplica a un caso típico de reducción de vibración in situ.

Fig. 3. Unidad de medición de dos canales del Balanset-1A, con los dos acelerómetros y el sensor láser de fase.

1. Diagnóstico: en modo "Vibrómetro" se mide la velocidad RMS: 9,2 mm/s, zona C (insatisfactoria). El espectro FFT muestra un pico dominante a 1x → desequilibrio confirmado.
2. Carrera base y de prueba: se montan los dos sensores en los apoyos y la referencia láser; se registra amplitud y fase, y se añade una masa de prueba (el software valida si es adecuada).
3. Cálculo en 2 planos: Balanset-1A calcula la masa y el ángulo de los contrapesos en ambos planos de corrección. La función de cálculo de tolerancia según ISO 1940 (clase G6.3 para un ventilador) indica el desequilibrio residual permisible.
4. Corrección y verificación: colocados los contrapesos, la nueva medición da 1,6 mm/s, zona A. La vibración se ha reducido más de 5 veces; el ruido del ventilador baja de forma claramente perceptible.
5. Informe: los datos se archivan y se genera un informe del trabajo (antes/después, contrapesos, clase de calidad).

Especificaciones relevantes del Balanset-1A

Balanset-1A es un sistema portátil basado en PC (Windows + USB); no es un equipo de monitorización continua ni un terminal autónomo con pantalla propia.

Plan de reducción de vibración en 6 pasos

1. Medir la velocidad RMS y situarla en la zona ISO correspondiente.
2. Diagnosticar con el espectro FFT y la fase (1x desequilibrio, 2x/axial desalineación, armónicos holgura).
3. Ajustar holguras y fijaciones primero: es barato y a veces resuelve el caso.
4. Alinear los ejes y acoplamientos si hay 2x y vibración axial.
5. Equilibrar el rotor en 1 o 2 planos a la clase G adecuada.
6. Verificar con una nueva medición y archivar el informe (antes/después).

Para herramientas y conceptos complementarios, vea el vibroanalizador y la sección de diagnóstico vibracional.

Preguntas frecuentes sobre la reducción de vibración

¿Cuál es la causa más común de vibración elevada?

El desequilibrio del rotor es, con diferencia, la causa número uno: aparece en el orden 1x (a la frecuencia de giro) y representa la mayoría de los casos de vibración elevada en ventiladores, bombas, motores y otras máquinas rotativas. Por eso la reducción de vibración suele empezar por el equilibrado dinámico.

¿Cuánto se puede reducir la vibración con el equilibrado?

Cuando la causa dominante es el desequilibrio, un equilibrado dinámico correcto puede reducir la amplitud a una fracción del valor inicial, llevándola desde zonas inaceptables de ISO 10816 hasta la zona buena o aceptable. Como efecto colateral, el ruido suele bajar entre un 20 % y un 50 % y la vida de los rodamientos aumenta varias veces.

¿Hace falta desmontar la máquina para reducir la vibración?

No. El equilibrado in situ (en campo) permite reducir la vibración con el rotor montado en sus propios apoyos, a su velocidad de trabajo. Con un instrumento portátil como Balanset-1A se mide amplitud y fase, se calculan los contrapesos y se corrige el desequilibrio sin desmontar el equipo.

¿Cómo sé si la vibración se debe a desequilibrio o a otra causa?

Analizando el espectro FFT. El desequilibrio domina en 1x; la desalineación suele mostrar un 2x elevado y vibración axial; la holgura mecánica genera armónicos múltiples (2x, 3x…). Balanset-1A muestra el espectro, la forma de onda y la fase, lo que permite separar el desequilibrio de la desalineación o las holguras antes de actuar.

¿Qué nivel de vibración se considera aceptable?

Se evalúa con la velocidad de vibración RMS en mm/s según ISO 10816/20816. De forma orientativa, para muchas máquinas medianas: hasta 2,8 mm/s es bueno, 2,8–7,1 mm/s aceptable y por encima de 7,1 mm/s insatisfactorio o inaceptable. Balanset-1A mide la velocidad RMS (0,02–80 mm/s) usada en esta evaluación.

¿Qué precisión de equilibrado debo buscar?

Depende del tipo de máquina, según los grados G de la norma ISO 1940/21940. Ventiladores, bombas y motores suelen requerir G6.3; turbinas y compresores G2.5; husillos de máquina-herramienta G1.0 o más fino. Balanset-1A calcula la tolerancia de desequilibrio residual permisible para la clase G seleccionada.