¿Cómo sé si la vibración es causada por desbalance o desalineación?

El desbalance produce un pico dominante exactamente en 1× RPM (velocidad del eje) en la dirección radial, con fase estable y amplitud que aumenta con la velocidad (fuerza de desbalance ∝ velocidad²). La desalineación produce un componente significativo de 2× RPM (a menudo igual o mayor que el de 1×), fuerte vibración axial, y un desfase de 180° a través del acoplamiento.

¿Qué son las frecuencias de defecto de rodamientos (BPFO, BPFI, BSF, FTF)?

Estas son frecuencias características generadas cuando un elemento rodante pasa sobre un defecto en un componente específico del rodamiento. BPFO (Frecuencia de Paso de la Bola en la Pista Exterior), BPFI (Frecuencia de Paso de la Bola en la Pista Interior), BSF (Frecuencia de Giro de la Bola), FTF (Frecuencia Fundamental del Tren). Dependen de la geometría del rodamiento y la velocidad del eje.

¿Cuál es un buen nivel de vibración para maquinaria rotativa?

ISO 10816-1 clasifica la severidad de vibración por clase de máquina. Para máquinas industriales típicas (Clase II, 15-75 kW): Zona A (bueno) 7.1 mm/s.

¿Se puede usar el Balanset-1A para análisis de vibración?

Sí. El Balanset-1A incluye un analizador de vibración de 2 canales con visualización completa del espectro FFT (modo F8 — Charts, pestaña ‘F5-Spectrum (Hz)’) y un vibrómetro para comparación overall/1× (modo F5). Ambos canales pueden usarse simultáneamente para comparación radial+axial.

¿Cuál es la diferencia entre la forma de onda en el tiempo y el espectro FFT?

La forma de onda en el tiempo muestra la amplitud de vibración a lo largo del tiempo — compleja cuando hay múltiples fallas presentes. FFT descompone esto en componentes de frecuencia individuales, creando un espectro donde cada pico corresponde a una fuente específica.

¿Qué causa la vibración subarmónica (0.5×)?

Los subarmónicos a 0.5× RPM típicamente indican holgura mecánica severa, oil whirl en cojinetes de fricción, o ejes agrietados. Los picos de medio orden surgen de impactos que ocurren cada dos revoluciones.

Análisis de Vibración — Diagnóstico de Espectro Guía

📌 Artículo de referencia canónico — vibromera.eu

Desde los fundamentos de la FFT hasta el diagnóstico de fallas: aprenda a leer espectros de vibración, calcular frecuencias de defectos de rodamientos, evaluar la severidad según ISO 10816 y diagnosticar desbalance, desalineación, holgura mecánica, defectos de rodamientos y engranajes, con herramientas interactivas y el Balanset-1A.

El flujo de diagnóstico de esta guía es el mismo que Vibromera integra en el Balanset-1A: espectro FFT, evaluación de severidad según ISO 10816/20816 y balanceo guiado de dos planos en una sola unidad portátil.

Calculadoras de diagnóstico interactivas

Herramientas esenciales para el análisis de vibración: frecuencias de defectos de rodamientos, frecuencia de engranaje, evaluación de severidad y conversión de unidades

🔵 Calculadora de frecuencias de defectos de rodamientos

Selección rápida — Rodamientos comunes La geometría preestablecida sigue los diseños clásicos de SKF/FAG (diseño E para NU, ISO/J2 para conos 30xxx). El número de elementos rodantes varía según el fabricante y la generación — para diagnósticos críticos, ingrese la geometría real de su rodamiento desde su hoja de datos.

Velocidad del eje (RPM)

Número de elementos rodantes (n)

Diámetro de bola / rodillo, Bd (mm)

Diámetro primitivo, Pd (mm)

Ángulo de contacto, α (grados)

BPFO — Pista exterior

—

BPFI — Pista interior

—

BSF — Giro de bolas/rodillos

—

FTF — Jaula (tren)

—

1× eje = — Hz | relación BPFO/BPFI: —

📏 Severidad ISO 10816 & RPM↔Hz & GMF

Velocidad de vibración (mm/s RMS)

Clase de máquina

A Bueno

B Aceptable

C Alerta

D Peligro

🔄 Conversor RPM ↔ Hz

RPM

Frecuencia (Hz)

1× = 25.00 Hz | 2× = 50.00 Hz | 3× = 75.00 Hz | Período = 40.00 ms

⚙️ Frecuencia de engranaje (GMF)

RPM del eje (engranaje conductor)

Número de dientes (engranaje conductor)

Número de dientes (engranaje conducido) — opcional, para relación de transmisión

Frecuencia de engranaje (GMF)

—

2× GMF

—

3× GMF

—

Relación de transmisión

—

Velocidad del eje conducido

—

RPM

Identificación de fallas de un vistazo

Cada falla mecánica produce una "huella digital" característica en el espectro de vibración

⚖️

Desbalance

1×

Pico dominante a la velocidad del eje. Radial. Fuerza ∝ velocidad². Fase estable.

🔧

Desalineación

2× (+ 1×, 3×)

Segunda armónica fuerte. Axial alta. Fase de 180° a través del acoplamiento.

🔩

Holgura mecánica

1×,2×,3×…n×

"Bosque" de armónicas. Puede mostrar subarmónicas de 0.5×.

🔵

Defecto en rodamiento

BPFO/BPFI/BSF

Picos no síncronos. Bandas laterales a 1×. Aumento del nivel de ruido de fondo.

⚙️

Falla de engranaje

GMF ± 1×

Frecuencia de engranaje con bandas laterales a la velocidad del eje.

📊 Tabla de Referencia Diagnóstica Completa

Falla	Frecuencia Principal	Armónicos	Dirección	Comportamiento de fase	Característica Diferenciadora Clave
Desbalance estático	1×	Baja / ninguna	Radial (H,V)	En fase en ambos rodamientos	Sinusoide pura de 1×. Fuerza ∝ velocidad².
Desbalance dinámico	1×	Baja / ninguna	Radial (H,V)	~180° entre rodamientos	1× dominante, rodamientos en contrafase (par).
Desalineación paralela	2× (≥ 1×)	1×, 3×	Radial	180° a través del acoplamiento	2× a menudo > 1×. Alta radial en el acoplamiento.
Desalineación angular	1×, 2×	3×	Dominante axial	180° a través del acoplamiento (axial)	Alta axial. Axial ≥ 50% de la radial.
Holgura mecánica de componentes	1×,2×…10×+	Muchas (~10×)	Radial	Errática	"Bosque" de armónicos. Posible subarmónico 0.5×.
Holgura estructural	1× o 2×	Pocas por encima de 2×	Vertical	Inestable	Vertical fuerte. Responde a la verificación de pernos.
Pista exterior (BPFO)	BPFO, 2×BPFO…	Múltiples BPFO	Radial	N/A	No sincrónica. Sin bandas laterales 1×.
Pista interior (BPFI)	BPFI, 2×BPFI…	Múltiples BPFI	Radial	Modulada a 1×	Armónicos de BPFI con bandas laterales ±1×.
Elemento rodante (BSF)	BSF, 2×BSF…	Múltiples BSF	Radial	N/A	2×BSF a menudo > 1×BSF. No sincrónica.
Jaula (FTF)	FTF ≈ 0.4×	2,3× FTF	Radial	N/A	Frecuencia fundamental < 1×; harmonics may exceed 1×.
Engranaje	GMF=N×1×	2,3× GMF	Radial+axial	Modulada a 1×	GMF con bandas laterales. N = dientes.
Eléctrico (motor)	2× frecuencia de línea	—	Radial	Disminuye al cortar la energía	100/120 Hz. Prueba de caída instantánea.

Demostración Interactiva del Espectro FFT — 17 Escenarios de Falla

Seleccione un tipo de falla para ver la forma de onda en el tiempo y el espectro de frecuencias característicos. Compare los patrones para identificar la causa raíz.

Valor de referencia

Desbalance

Desalineación

Holgura mecánica

Rodamientos

Engranajes

Otros

Condición de operación normal — vibración baja y estable. Pequeño pico en 1× por desbalance residual. Espectro limpio.

Dominio del tiempo (forma de onda)

Espectro de frecuencias (FFT)

¿Qué es el análisis de vibraciones?

Respuesta rápida

El análisis de vibraciones es el proceso de medir e interpretar las oscilaciones mecánicas de máquinas rotativas para diagnosticar fallas sin desmontaje. Mediante FFT (Transformada Rápida de Fourier), la señal de vibración compleja se descompone en componentes de frecuencia individuales. Cada falla produce una "huella digital" espectral característica: desbalance en 1× RPM, desalineación en 2×, holgura mecánica como múltiples armónicos, defectos de rodamientos en frecuencias no síncronas. El Balanset-1A realiza tanto el balanceo como el análisis espectral en un solo instrumento portátil.

Toda máquina rotativa vibra. En una máquina sana, la vibración es baja y estable — su "firma de operación" normal. A medida que se desarrollan defectos, la vibración cambia de formas predecibles. Al medir y analizar estos cambios, podemos identificar la causa raíz, predecir la falla y programar el mantenimiento antes de una avería catastrófica. Esta es la base de mantenimiento predictivo.

FFT: El núcleo del análisis espectral

Un sensor de vibración (acelerómetro) convierte la oscilación mecánica en una señal eléctrica. Mostrada en el tiempo, esta es la forma de onda — una curva compleja y aparentemente caótica cuando hay múltiples fallas. La FFT (Transformada Rápida de Fourier) descompone esta señal compleja en componentes sinusoidales individuales, cada uno con su propia frecuencia y amplitud.

Piense en la FFT como un prisma que divide la luz blanca en un arcoíris. La forma de onda compleja es "luz blanca" — la FFT revela los "colores" (frecuencias) individuales ocultos dentro. El resultado es el espectro de vibración — la herramienta de diagnóstico principal.

Frecuencia de rotación

f₁ₓ = RPM / 60 (Hz)

1× = frecuencia de rotación del eje — la referencia para todo análisis espectral

Parámetros clave del espectro

Frecuencia (eje X, Hz): Con qué frecuencia ocurren las oscilaciones. Vinculado directamente a la fuente. 1× = velocidad del eje. 2× = el doble de la velocidad del eje.
Amplitud (eje Y, mm/s RMS): Intensidad de vibración en cada frecuencia. Picos más altos = más energía = condición más grave.
Armónicos: Múltiplos enteros de la fundamental: 2× (2.º), 3× (3.º), 4×, etc. Su presencia y altura relativa aportan información de diagnóstico.
Fase (°): Relación de tiempo en diferentes puntos de medición. Esencial para distinguir desbalance (en fase) de desalineación (180°).

Unidades de medición de vibración: desplazamiento, velocidad, aceleración

La vibración puede medirse como tres parámetros físicos diferentes. Cada uno enfatiza distintos rangos de frecuencia, lo que los hace adecuados para diferentes tareas de diagnóstico. Comprender cuándo usar cada parámetro es fundamental para un análisis eficaz.

📏 Desplazamiento

µm (pico a pico) o mil

Rango óptimo: 1–100 Hz

Mide cuánto se mueve se mueve la superficie. Enfatiza las bajas frecuencias — ideal para máquinas de baja velocidad, análisis de órbita del eje, y sondas de proximidad en rodamientos journal. 1 mil = 25.4 µm.

📈 Velocidad

mm/s (RMS)

Rango óptimo: 10–1000 Hz

Mide cuánto se mueve la superficie. El parámetro estándar para el monitoreo general de maquinaria según la norma ISO 10816. La respuesta plana en frecuencia otorga el mismo peso a la mayoría de los tipos de falla. Balanset-1A mide en mm/s RMS.

💥 Aceleración

m/s² o g (RMS/pico)

Rango óptimo: 500 Hz – 20 kHz

Mide la fuerza de la vibración. Enfatiza las altas frecuencias — ideal para defectos tempranos de rodamientos, engrane de engranajes, e impactos. 1 g = 9.80665 m/s². Se usa para el análisis de envolvente/demodulación.

Cuándo usar cada parámetro

Parámetro	Unidad	Rango de frecuencia	Ideal para	Normas
Desplazamiento	µm pico a pico	1–100 Hz	Máquinas lentas (< 600 RPM), órbita del eje, sondas de proximidad, cojinetes de fricción (referencia — no medida por el Balanset-1A)	ISO 7919 (vibración del eje)
Velocidad	mm/s RMS	10–1000 Hz	Monitoreo general de maquinaria — desbalance, desalineación, holgura mecánica. Parámetro predeterminado. El parámetro nativo (y único) del Balanset-1A.	ISO 10816, ISO 20816
Aceleración	g o m/s² RMS	500 Hz – 20 kHz	Defectos tempranos en rodamientos, engranajes, impactos, maquinaria de alta velocidad (referencia — no medida por el Balanset-1A)	ISO 15242 (vibración de rodamientos)

Conversión a una frecuencia única

v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d

d = desplazamiento (m), v = velocidad (m/s), a = aceleración (m/s²), f = frecuencia (Hz). Todas las cantidades deben usar la misma convención de amplitud (todas pico, todas pico a pico, o todas RMS) — mezclar desplazamiento pico a pico con velocidad RMS introduce un error de ~2.8×.

💡 Regla práctica

Si solo tienen un sensor y un parámetro para elegir — elijan velocidad (mm/s RMS). Cubre el rango más amplio de fallas comunes con respuesta plana. El Balanset-1A utiliza esto como su parámetro nativo. Agreguen la medición de aceleración solo cuando necesiten detectar fallas tempranas en rodamientos o engranajes a altas frecuencias.

Técnica de medición con Balanset-1A

📋 Especificación de medición del Balanset-1A

El Balanset-1A mide velocidad de vibración, mm/s RMS (0.2–80 mm/s). Banda de medición: 5–1000 Hz; el sensor es plano dentro de ±10% hasta ~550 Hz, con compensación de roll-off solo en pantalla por encima de eso. El espectro en pantalla (ajuste "Spectrum, Hz") se extiende hasta 8 kHz — un rango de visualización, no una afirmación de precisión de medición. No hay modos de desplazamiento o aceleración ni envolvente/demodulación — las secciones sobre aceleración, análisis de envolvente y cavitación más adelante son material de referencia.

Ubicación del sensor

La calidad del diagnóstico depende enteramente de la calidad de la medición. Las fuerzas de vibración se transmiten a través de los rodamientos, por lo que los sensores deben montarse en los soportes de los rodamientos — lo más cerca posible del rodamiento, sobre la estructura portante (no en tapas o aletas de enfriamiento).

Preparación de la superficie: Limpia, plana, libre de escamas de pintura. La base magnética debe asentarse a ras.
Radial horizontal (H): Perpendicular al eje, plano horizontal. Suele tener la amplitud más alta.
Radial vertical (V): Perpendicular al eje, plano vertical.
Axial (A): Paralelo al eje. Crítico para detectar desalineación.

💡 Truco de diagnóstico de dos canales

El Balanset-1A tiene 2 canales. Para diagnóstico, monten ambos sensores en el mismo rodamiento — uno radial, uno axial. Esto da espectros radiales + axiales simultáneos, permitiendo detección instantánea de desalineación.

Modos del Balanset-1A para diagnóstico

F8 — Charts → pestaña "F5-Spectrum (Hz)": Visualización completa del espectro FFT. El modo de diagnóstico principal. Las otras pestañas de Charts — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx), y F6-Orbit — cubren la vibración global, el seguimiento de 1×, los patrones armónicos, y la órbita del eje.
F5 — Vibration Meter: Evaluación rápida. Comparen V1s (RMS total) vs. V1o (1×). Si V1s ≈ V1o → desbalance. Si V1s ≫ V1o → otras fallas.
F6 — Reports: Archivo de mediciones e informes HTML — úselo para guardar valores de referencia.
F9 — Route Inspection: Rutas de medición guiadas con zonas de tendencia según ISO 10816-1 — para rondas de monitoreo regulares.

⚠️ V1s vs. V1o — La primera verificación de diagnóstico

Antes del balanceo, comparen V1s con V1o. Si V1s ≫ V1o (p. ej., 8 vs. 2 mm/s), la mayor parte de la vibración NO proviene del desbalance. El balanceo no lo resolverá — examinen el espectro completo.

Análisis de fase — El diferenciador de diagnóstico

La frecuencia les dice qué está vibrando; la fase les dice cómo. Dos fallas pueden producir espectros idénticos (ambos dominados por 1×) — solo el análisis de fase las distingue. La fase es la relación angular entre la vibración en diferentes puntos de medición, medida en grados (0°–360°).

🧭 Tabla de referencia de fase → diagnóstico

Relación de fase	Puntos de medición	Diagnóstico	Explicación
0° (en fase)	Rodamiento 1 ↔ Rodamiento 2 (radial)	Desbalance estático	Ambos rodamientos se mueven juntos en sincronía — un solo punto pesado en el centro del rotor. Corrección de un solo plano.
~180° (en contrafase)	Rodamiento 1 ↔ Rodamiento 2 (radial)	Desbalance dinámico (de par)	Los rodamientos oscilan en oposición — dos puntos pesados en planos diferentes crean un par de fuerzas oscilante. Se necesita corrección en dos planos.
~90°	Horizontal ↔ Vertical (mismo rodamiento)	Desbalance (cualquier tipo)	Normal para desbalance: el vector de fuerza gira con el eje, produciendo ~90° entre H y V en el mismo punto.
~180°	A través del acoplamiento (radial)	Desalineación paralela	Las fuerzas del acoplamiento separan los ejes en direcciones radiales opuestas. 180° a través del acoplamiento con alto 2× es la firma.
~180°	A través del acoplamiento (axial)	Desalineación angular	Los ejes empujan/tiran alternadamente en dirección axial. 180° axial a través del acoplamiento con alto 1× y 2× es definitivo.
0°	A través del acoplamiento (axial)	No es desalineación	Ambos lados se mueven en la misma dirección axial: probablemente crecimiento térmico, tensión de tuberías o pata floja. No es desalineación angular.
Errático / inestable	Cualesquier puntos consistentes	Holgura mecánica	Las lecturas de fase saltan aleatoriamente entre mediciones: característico de impactos en uniones flojas. Fase inestable = holgura mecánica.
Deriva lenta	Cualquier punto, con el tiempo	Resonancia o efectos térmicos	Un cambio gradual de fase durante el calentamiento sugiere que la rigidez estructural cambia con la temperatura (desalineación térmica).
Consistente, no 0/180°	Rodamiento 1 ↔ Rodamiento 2	Desbalance estático + de par combinado	Una fase entre 0° y 180° indica una mezcla de componentes estáticos y de par: requiere balanceo en dos planos.

💡 Medición de fase con Balanset-1A

El Balanset-1A muestra la fase en 1× (la lectura F1° en modo vibrómetro) usando el tacómetro como referencia. Para comparar la fase entre dos rodamientos, mida cada rodamiento en la misma dirección (por ejemplo, horizontal) con el tacómetro en la misma marca de referencia. La diferencia en las lecturas de fase revela el tipo de falla. No se necesita software especial — solo reste las dos lecturas.

Falla 1: Desbalance

Causa: Centro de masa desplazado del eje de rotación. Tolerancias de fabricación, acumulación de depósitos, erosión, álabe roto, pérdida de peso.

Espectro: Pico dominante exactamente en 1× RPM. Armónicos muy bajos. Vibración radial. El desbalance fuerza crece con la velocidad²; la amplitud de vibración aumenta con la velocidad, y la relación exacta depende de la cercanía a la resonancia. La fase es estable y repetible.

Desbalance estático (un solo plano)

Pico puro a 1×, forma de onda sinusoidal. Ambos rodamientos en fase. Corrección en un solo plano.

Desbalance estático: 1× dominante a 25 Hz (1500 RPM). Armónicos mínimos.

Desbalance dinámico (dos planos / par)

También 1× dominante, pero los rodamientos están ~180° fuera de fase. Se requiere corrección en dos planos.

Desbalance dinámico: 1× dominante. Espectro similar al estático pero la fase difiere en los rodamientos.

Acción: Realizar balanceo de rotores con el Balanset-1A. Tolerancia de grado G según ISO 1940-1.

Falla 2: Desalineación del eje

Causa: Los ejes de los ejes acoplados no coinciden. Puede ser paralelo (desplazado) o angular (inclinado), usualmente ambos.

Desalineación paralela (radial)

Alto 1× y 2× en la dirección radial. 2× a menudo ≥ 1×. Cambio de fase de 180° a través del acoplamiento.

Desalineación paralela: dirección radial. 1× y 2× fuertes con 3× menor.

Desalineación angular — radial

1× y 2× presentes en la dirección radial — cualquiera de los dos puede dominar, por lo que el espectro radial por sí solo no es concluyente. La medición axial es la que decide.

Desalineación angular — radial (R). Tanto 1× como 2× elevados (2× > 1× en este ejemplo).

Desalineación angular — axial

Vibración axial ≥ 50% de la radial, típicamente dominada por 1× con 2× y 3× elevados. Fase de 180° a través del acoplamiento en axial. Esta es la medición clave que distingue.

Desalineación angular — axial (A). Predominio de 1× con 2× y 3× fuertes en la dirección axial.

Acción: El balanceo NO ayudará. Detengan la máquina y realicen la alineación de ejes. Revisen la vibración después.

Falla 3: Holgura mecánica

Causa: Pérdida de rigidez estructural: pernos flojos, grietas en la cimentación, asientos de rodamiento desgastados, holguras excesivas.

Holgura de componentes

"Bosque" de armónicos: 1×, 2×, 3×, 4×… hasta 10×+ con amplitud decreciente. Puede mostrar subarmónicos de 0.5×.

Aflojamiento de componentes — muchos armónicos de 1× a 10×. Note el subarmónico en la región de 0.4–0.5×.

Holgura estructural

1× y/o 2× dominantes. Pocos armónicos superiores. Vibración vertical fuerte.

Holgura estructural: 1× y 2× dominan. Armónicos superiores mínimos.

Acción: Inspeccionen y aprieten los pernos de montaje. Revisen la cimentación. Verifiquen siempre la holgura antes balanceo.

Falla 4: Defectos en rodamientos de rodillos

Causa: Picaduras, descascaramiento superficial, desgaste en pistas de rodadura, elementos rodantes o jaula.

Frecuencias de defectos del rodamiento

BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · f_s
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · f_s
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s

n = elementos rodantes | Bd = diámetro de la bola | Pd = diámetro del círculo de paso | α = ángulo de contacto | f_s = RPM/60

Defecto en pista exterior (BPFO)

Serie de picos en BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Sin bandas laterales de 1× (anillo estacionario). Falla de rodamiento más común.

Defecto en pista exterior: armónicos de BPFO en frecuencias no síncronas. Sin bandas laterales.

Defecto en pista interior (BPFI)

Armónicos de BPFI con bandas laterales ±1× (anillo giratorio, modulación de zona de carga). El patrón de bandas laterales es el identificador clave.

Defecto en pista interior: armónicos de BPFI con bandas laterales ±1× (picos menores flanqueando los picos principales).

Defecto en elemento rodante (BSF)

Armónicos de BSF. 2×BSF suele ser dominante. No síncrono. A menudo acompañado de daño en la pista.

Defecto en elemento rodante: armónicos de BSF. Nota que 2×BSF es el más alto (daño en dos elementos).

Defecto en jaula (FTF)

Fundamental subsíncrona (FTF ≈ 0.4× la velocidad del eje); sus armónicos pueden extenderse por encima de 1×. Frecuencia baja. Suele acompañar otros daños en el rodamiento.

Defecto de jaula — la fundamental FTF es subsíncrona (por debajo de 1×); sus armónicos pueden extenderse por encima de 1× la velocidad del eje.

Progresión de defectos en rodamientos (4 etapas)

Etapa 1 — Subsuperficial: Zona ultrasónica / de emisión acústica (aproximadamente 20–60 kHz). No visible en un FFT estándar. Detectable mediante energía de picos / análisis de envolvente.

Etapa 2 — Defecto incipiente: Los impactos hacen resonar las frecuencias naturales del rodamiento (aproximadamente 500–2000 Hz); las frecuencias discretas de defecto (BPFO, BPFI) aparecen con baja amplitud hacia el final de esta etapa. El Balanset-1A detecta de forma confiable las frecuencias discretas de defecto (de decenas a cientos de Hz) desde el final de la Etapa 2 en adelante.

Etapa 3 — Progresado: Múltiples armónicos. Se desarrollan bandas laterales. El nivel de ruido de fondo aumenta.

Etapa 4 — Avanzado: Ruido de banda ancha. Las frecuencias del rodamiento pueden desaparecer en el ruido. Reemplazo urgente.

Análisis de envolvente (demodulación): detección temprana de rodamientos

El análisis de espectro FFT estándar detecta defectos de rodamientos desde el final de la Etapa 2 en adelante. Antes de eso, los impactos del rodamiento son demasiado débiles — y de frecuencia demasiado alta — para aparecer por encima del piso de ruido. Análisis de envolvente (también llamado demodulación o detección de alta frecuencia, HFD) extiende la detección a etapas mucho más tempranas.

Cómo funciona

Cuando un elemento rodante golpea un defecto, genera un pulso de impacto corto que excita resonancias estructurales de alta frecuencia (típicamente 5–20 kHz). Estas resonancias "resuenan" brevemente en cada impacto. El análisis de envolvente funciona en tres pasos:

Filtro paso banda: Aislar la banda de resonancia de alta frecuencia (p. ej., 5–15 kHz) donde resuenan los impactos.
Rectificar y obtener la envolvente: Extraer el patrón de modulación de amplitud: la "envolvente" que sigue los picos del resonancia.
FFT de la envolvente: Aplicar FFT a la señal de envolvente. El resultado muestra la tasa de repetición de impactos, que equivale a las frecuencias de defecto del rodamiento (BPFO, BPFI, BSF, FTF).

Por qué la envolvente detecta antes

En el espectro sin procesar, un impacto débil en BPFO podría producir 0,1 mm/s, invisible entre el ruido de la máquina de 2 mm/s. Pero ese mismo impacto excita una resonancia a 8 kHz donde no hay otra fuente de vibración. Después de la demodulación, el patrón de repetición de BPFO emerge claramente de un fondo limpio.

Parámetros relacionados

Energía de pico (SE): Medición general de la energía de impacto de alta frecuencia. Valor escalar de tendencia. Bueno para cribado de "pasa/no pasa".
gSE / HFD / PeakVue: Nombres específicos del fabricante para parámetros derivados de la envolvente. Todos basados en el mismo principio.
Envolvente de aceleración: El Balanset-1A mide en velocidad (mm/s). Para un análisis de envolvente completo, lo ideal es un analizador dedicado con entrada de aceleración y capacidad de filtrado pasa-banda. Sin embargo, la FFT del Balanset-1A aún puede detectar eficazmente las frecuencias discretas de defectos de rodamiento en el espectro de velocidad estándar desde el final de la Etapa 2 en adelante.

Espectro de envolvente de defecto en pista interior: los armónicos de BPFI emergen claramente de la señal de alta frecuencia demodulada. Compare con el espectro de velocidad sin procesar donde estos pueden estar ocultos en el ruido.

Acción: Verificar lubricación. Planificar reemplazo del rodamiento. Aumentar la frecuencia de monitoreo.

Falla 5: Defectos en engranajes

Causa: Dientes desgastados, picados o rotos. Excentricidad del engranaje. GMF = número de dientes × RPM del eje / 60.

Excentricidad del engranaje

GMF con bandas laterales a ±1× velocidad del eje. El 1× del engranaje también puede estar elevado.

Excentricidad del engranaje: GMF a 500 Hz con bandas laterales a ±1×. 1× elevado.

Desgaste / daño en dientes de engranaje

Múltiples armónicos de GMF con bandas laterales densas. La severidad se correlaciona con la cantidad y amplitud de las bandas laterales.

Desgaste de engranaje: GMF y 2×GMF con múltiples bandas laterales a intervalos de 1×.

Acción: Verificar aceite de la caja de engranajes en busca de partículas metálicas. Programar inspección. Monitorear la tendencia de las bandas laterales de GMF.

Falla 6: Fallas eléctricas (motores)

Las fallas electromagnéticas producen vibración a 2× frecuencia de línea (100 Hz en redes de 50 Hz, 120 Hz en 60 Hz). Prueba crítica: la vibración desaparece instantáneamente cuando se corta la energía. Las fallas mecánicas decaen gradualmente.

Excentricidad del estator: 2× frecuencia de línea, amplitud constante.
Defectos de barras del rotor: Bandas laterales alrededor de la velocidad de funcionamiento 1× separadas por la frecuencia de paso de polos (deslizamiento × número de polos — típicamente 0.5–2 Hz, por lo que se necesita una resolución de frecuencia fina para separarlas). También puede aparecer una frecuencia de paso de barras del rotor (número de barras × velocidad del eje) con bandas laterales a la frecuencia de línea 2×.
Pata floja: La vibración cambia cuando se aflojan los pies individuales del motor.

Falla 7: Problemas en transmisión por correa

Causa: Correas desgastadas, desalineadas o con tensión incorrecta. Las transmisiones por correa generan vibración a la frecuencia de paso de correa, que típicamente es una frecuencia subsíncrona (por debajo de 1× la velocidad del eje) ya que la correa es más larga que la circunferencia de la polea.

Frecuencia de la correa

f_correa = (π · D · RPM) / (60 · L)

D = diámetro de la polea (m) | L = longitud de la correa (m) | RPM = velocidad de la polea

Firmas comunes de correas

Desgaste/defecto de correa: Picos en la frecuencia de la correa (f_correa) y sus armónicos (2×, 3×, 4× f_correa). La fundamental aparece por debajo de 1× la velocidad del eje — un pico subsíncrono es el indicador clave; los armónicos superiores pueden extenderse por encima de 1×.
Desalineación de correa: Vibración axial elevada en 1× y 2× la velocidad del eje. Similar a la desalineación de ejes, pero restringida a la máquina accionada por correa.
Tensión incorrecta: Vibración 1× alta que cambia drásticamente con el ajuste de tensión de la correa. Las correas demasiado tensas aumentan la carga en los rodamientos; las correas flojas causan golpeteo y picos en la frecuencia de la correa.
Resonancia: La frecuencia natural de la correa ("flutter" de correa) puede excitarse si la resonancia del tramo de la correa coincide con la velocidad de operación. Visible como un pico ancho en la frecuencia natural de la correa.

Defecto de transmisión por banda — la fundamental de la frecuencia de la banda es subsíncrona; sus armónicos se extienden hasta y por encima de 1× la velocidad del eje (25 Hz).

Acción: Verificar el estado, la tensión y la alineación de las poleas. Reemplazar correas desgastadas. Para problemas recurrentes, verificar la alineación de las poleas con una herramienta láser o una regla.

Falla 8: Cavitación en bomba

Causa: Se forman y colapsan violentamente burbujas de vapor cuando la presión local cae por debajo de la presión de vapor del líquido, típicamente en la succión de la bomba. Cada colapso de burbuja crea un microimpacto. Miles de colapsos por segundo generan un ruido de banda ancha característico.

Firma espectral

Energía de banda ancha: A diferencia de las fallas mecánicas (que producen picos discretos), la cavitación genera un piso de ruido elevado e irregular que se extiende por una banda de frecuencia amplia — en la gráfica de abajo, desde aproximadamente 200 Hz hasta el borde del rango mostrado. El espectro se ve como una "joroba" o meseta elevada en lugar de picos agudos.
Aleatorio, no periódico: Sin armónicos, sin relación con la velocidad del eje. El ruido suena como "grava" o "crujido", audible incluso sin instrumentos.
Efectos de baja frecuencia: La cavitación severa también puede causar inestabilidad en 1× y ruido de banda ancha en baja frecuencia por turbulencia de flujo.

Cavitación en bomba: ruido de banda ancha en alta frecuencia (piso elevado por encima de 200 Hz). Sin picos discretos; contraste con defectos de rodamientos que muestran frecuencias específicas.

Acción: Aumentar la presión de succión (bajar la bomba, abrir la válvula de succión, reducir las pérdidas en la tubería de succión). Verificar NPSH_disponible vs. NPSH_requerido. Reducir la velocidad de la bomba si es posible. La cavitación causa daño por erosión rápido; no ignorarla.

Falla 9: Oil whirl y oil whip (rodamientos de fricción)

Causa: Inestabilidad de película de aceite en rodamientos journal (de manguito). La cuña de la película de aceite obliga al eje a orbitar dentro de la holgura del rodamiento a una frecuencia subsíncrona. Esto es distinto de los defectos de rodamientos de elementos rodantes y ocurre solo en rodamientos lisos/journal. Visualización de órbita del eje — la F8 — Charts → pestaña F6-Orbit en el Balanset-1A — es la forma clásica de observar el comportamiento de un cojinete de fricción.

Oil whirl

Frecuencia: Aproximadamente 0.42× a 0.48× la velocidad del eje (a menudo citado como ~0.43×). Este es un pico subsíncrono que sigue la velocidad del eje; si las RPM aumentan, la frecuencia del whirl aumenta proporcionalmente.
Espectro: Un solo pico en ~0.43× que se desplaza con la velocidad. La amplitud puede ser moderada.
Condición: Precursor del oil whip. Generalmente no es destructivo de inmediato, pero indica inestabilidad.

Oil Whip

Frecuencia: Se bloquea en la primera frecuencia natural (velocidad crítica). A diferencia del whirl, NO sigue la velocidad del eje: la frecuencia se mantiene constante al cambiar las RPM.
Espectro: Pico subsíncrono grande en la primera velocidad crítica del rotor. La amplitud puede ser muy alta: destructiva.
Condición: Peligroso. Se requiere acción inmediata. Puede provocar la destrucción del rodamiento y daños en el eje.

Oil whirl: pico subsíncrono a ~0.43× la velocidad del eje (≈ 10.7 Hz para 1500 RPM). Distinto de la holgura mecánica a 0.5×.

⚠️ Oil Whirl vs. Holgura Mecánica: Cómo Distinguirlos

Ambos producen picos subsíncronos, pero: Oil whirl se ubica en ~0.42–0.48× (no es una fracción exacta de medio orden), mientras que holgura mecánica genera picos exactamente en 0.5×, 1.5×, 2.5× — fracciones precisas de medio orden. Ambos siguen la velocidad del eje cuando esta cambia; el que sí lo hace no sigue la velocidad es oil whip, que se fija en la primera frecuencia crítica del rotor. El oil whirl solo ocurre en rodamientos journal/de manguito — si la máquina tiene rodamientos de elementos rodantes, no puede ser oil whirl.

Acción: Para el oil whirl: verifique el juego del rodamiento, la viscosidad del aceite y la carga. Aumente la carga del rodamiento o cambie la viscosidad del aceite. Para el oil whip: reduzca la velocidad inmediatamente por debajo del umbral crítico. Consulte a un especialista en dinámica de rotores.

ISO 10816 Severidad de vibración — Tabla de clasificación

La ISO 10816-1 (la parte general de la serie ISO 10816, sustituida por la ISO 20816 pero todavía ampliamente referenciada) define zonas de severidad de vibración para cuatro clases de máquinas. La vibración se mide como velocidad en mm/s RMS en los alojamientos de los rodamientos. La tabla siguiente muestra todos los límites de zona para las cuatro clases — úsela como referencia rápida al evaluar mediciones. Note que la ISO 10816-3 (ahora ISO 20816-3), que cubre máquinas industriales por encima de 15 kW que funcionan a 120–15,000 RPM, usa un esquema diferente — dos grupos de máquinas con clases de soporte rígido o flexible — en lugar de las Clases I–IV mostradas aquí.

📋 Zonas de severidad de vibración ISO 10816-1 — Clases de máquinas I–IV (mm/s RMS)

Clase de máquina	Zona A Bueno	Zona B Aceptable	Zona C Alerta	Zona D Peligro
Clase I Máquinas pequeñas ≤ 15 kW (bombas, ventiladores, compresores)	≤ 0.71	0.71 – 1.8	1.8 – 4.5	> 4.5
Clase II Máquinas medianas 15–75 kW (sin cimentación especial)	≤ 1.12	1.12 – 2.8	2.8 – 7.1	> 7.1
Clase III Máquinas grandes > 75 kW (cimentación rígida)	≤ 1.8	1.8 – 4.5	4.5 – 11.2	> 11.2
Clase IV Máquinas grandes > 75 kW (cimentación flexible, p. ej., estructura de acero)	≤ 2.8	2.8 – 7.1	7.1 – 18	> 18

📌 Cómo Usar Esta Tabla

Paso 1: Determine la clase de su máquina según la potencia y el tipo de cimentación.
Paso 2: Mida la velocidad de vibración global (mm/s RMS) en cada soporte de rodamiento en dirección radial.
Paso 3: Identifique la zona. Zona A = recién puesta en servicio o excelente. Zona B = operación a largo plazo sin restricciones. Zona C = aceptable solo por periodos limitados: programe mantenimiento. Zona D = se está produciendo daño: detenga la máquina lo antes posible.

Recuerden: las tendencias importan más que los valores absolutos. Una máquina que opera a 2.4 mm/s (Zona B para Clase II) y que antes estaba en 1.2 mm/s se ha duplicado — investigue la causa aunque siga siendo "aceptable". El modo vibrómetro del Balanset-1A (F5) muestra la velocidad global V1s para una evaluación instantánea de zona.

⚠️ ISO 10816 vs. ISO 20816

La ISO 10816 fue formalmente sustituida por la ISO 20816 (publicada entre 2016 y 2022). Los límites de zona se mantienen similares para la mayoría de los tipos de máquinas, pero la ISO 20816 añade criterios de evaluación para el desplazamiento y amplía las partes específicas de cada máquina. En la práctica, los valores de la ISO 10816 siguen siendo la referencia estándar de la industria. Tanto el Balanset-1A como la mayoría de los programas industriales de vibración aún utilizan las zonas de la ISO 10816.

De la Medición al Monitoreo

Análisis de Tendencia

Un solo espectro es una instantánea. El poder del análisis de vibración está en análisis de tendencias el seguimiento de los cambios a lo largo del tiempo.

Cree un valor de referencia: Mida equipo nuevo o en buen estado conocido. Guarde los espectros — del Balanset-1A F6 — Reports el archivo guarda las mediciones y los informes HTML.
Establezca intervalos: Críticos: semanalmente. Estándar: mensualmente. Auxiliares: trimestralmente.
Asegure la repetibilidad: Mismos puntos, mismas direcciones, mismas condiciones de operación.
Rastree los cambios: Un aumento de 2× respecto al valor de referencia es significativo, incluso si está en la Zona ISO A.
Use rutas de medición: Del Balanset-1A F9 — Route Inspection guía rondas de medición repetibles y compara las lecturas contra las zonas de ISO 10816-1.

Algoritmo de decisión

Obtenga un espectro de calidad (Gráficas F8, radial + axial).
Identifique el pico más alto: este es el problema dominante.
Coincida con el tipo de falla:
- 1× domina → Desbalance → Realice balanceo con Balanset-1A.
- 2× domina + alta axial → Desalineación → Realinee los ejes.
- Muchos armónicos → Holgura mecánica → Inspeccione y apriete.
- Picos no síncronos → Rodamiento → Planifique el reemplazo.
- GMF + bandas laterales → Engranaje → Verifique el aceite, inspeccione la caja de engranajes.
Corrija la falla dominante primero: los síntomas secundarios a menudo desaparecen.

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Preguntas frecuentes — Análisis de vibraciones

▸ ¿Qué es el análisis de vibración?

El proceso de medir e interpretar oscilaciones mecánicas para diagnosticar fallas en maquinaria sin desmontaje. La FFT descompone la vibración compleja en componentes de frecuencia. Cada falla produce una "huella digital" espectral característica: desbalance a 1× RPM, desalineación a 2×, holgura mecánica como múltiples armónicos, defectos de rodamientos a frecuencias no síncronas.

▸ ¿Cómo distingo el desbalance de la desalineación?

Desbalance: pico dominante en 1×, radial, fase estable, amplitud que aumenta con la velocidad (fuerza ∝ velocidad²). Desalineación: 2× significativo (a menudo ≥ 1×), alta vibración axial, fase de 180° a través del acoplamiento.

▸ ¿Cuáles son las frecuencias de defecto de rodamientos?

Frecuencias generadas cuando los elementos rodantes pasan sobre defectos. BPFO = pista exterior, BPFI = pista interior, BSF = bola/rodillo, FTF = jaula. NO son múltiplos enteros de la velocidad del eje. Use la calculadora de frecuencias de rodamientos anterior.

▸ ¿Qué es un buen nivel de vibración?

ISO 10816-1 zonas para Clase II (15–75 kW): A < 1.12, B < 2.8, C < 7.1, D > 7.1 mm/s RMS. Las tendencias importan más — un aumento de 2× respecto a la referencia es significativo incluso en la Zona A.

▸ ¿Puede el Balanset-1A realizar análisis de vibraciones?

Sí. Analizador de espectro FFT de 2 canales (F8 — Charts, "F5-Spectrum (Hz)" tab), vibrómetro (F5). Monte ambos sensores radial+axial en un rodamiento para detección instantánea de desalineación.

▸ ¿Forma de onda en el tiempo vs. espectro FFT?

La forma de onda muestra amplitud vs. tiempo: compleja cuando múltiples fallas se superponen. La FFT descompone en frecuencias individuales (como un prisma que divide la luz). Cada pico del espectro = una fuente de vibración.

▸ ¿Con qué frecuencia debo medir la vibración?

Crítico: semanal. Estándar: mensual. Auxiliar: trimestral. Después del mantenimiento: inmediatamente. La consistencia es clave: mismos puntos, direcciones, condiciones.

▸ ¿Qué causa la vibración a 0.5× (subarmónica)?

Holgura mecánica severa, oil whirl en cojinetes de fricción, o eje agrietado. Los picos de medio orden (0.5×, 1.5×) surgen de impactos cada dos revoluciones. Condición grave: requiere atención inmediata.

Diagnostique primero — luego balancee

El Balanset-1A es a la vez un analizador de vibración de 2 canales y un balanceador de precisión de campo. Identifique la falla por el espectro, luego corríjala — todo con un solo instrumento.

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Análisis de vibraciones de maquinaria: firmas espectrales diagnósticas de fallas comunes