Equilibrado de extractores industriales: Guía completa de la teoría a la práctica

Sección 1: Principios fundamentales del desequilibrio: comprender el "por qué"

El equilibrio de masas rotatorias es una de las operaciones clave en el mantenimiento y reparación de equipos industriales, particularmente crucial para equilibrio del escape Aplicaciones. Para eliminar eficazmente e informadamente los problemas relacionados con la vibración excesiva, es necesario comprender a fondo los procesos físicos que subyacen al desequilibrio, sus variedades, causas y consecuencias destructivas.

1.1. Física del desequilibrio: la ciencia de la vibración

En un mundo ideal, un cuerpo giratorio, como el impulsor de un extractor de aire, estaría perfectamente equilibrado. Desde un punto de vista mecánico, esto significa que su eje central principal de inercia coincide completamente con el eje geométrico de rotación. Sin embargo, en la práctica, debido a imperfecciones de fabricación y factores operativos, se produce un desequilibrio, en el que el centro de masas del rotor está descentrado respecto a su eje de rotación.

Cuando un rotor desequilibrado comienza a girar, este desplazamiento de masa genera fuerza centrífuga. Esta fuerza cambia continuamente de dirección, actuando perpendicularmente al eje de rotación y transmitiéndose a través del eje a los soportes de los cojinetes y, posteriormente, a toda la estructura. Esta fuerza cíclica es la causa principal de la vibración.

Donde F es la fuerza centrífuga, m es la magnitud de la masa desequilibrada, ω es la velocidad angular y r es la distancia desde el eje de rotación hasta la masa desequilibrada (excentricidad).

El aspecto clave de esta relación es que la fuerza inercial crece proporcionalmente al cuadrado de la velocidad de rotación (ω²). Esto tiene una enorme importancia práctica para equilibrio del escape Procedimientos. Por ejemplo, duplicar la velocidad del extractor cuadruplicará la fuerza vibratoria. Este crecimiento no lineal explica por qué un extractor que funciona aceptablemente a bajas velocidades puede presentar niveles de vibración catastróficos al alcanzar la velocidad nominal o superior, como ocurre cuando se controla mediante convertidores de frecuencia.

1.2. Clasificación del desequilibrio: tres tipos de problemas

El desequilibrio del rotor, dependiendo de la disposición mutua del eje de inercia y el eje de rotación, se divide en tres tipos principales:

Desequilibrio estático (Fuerza/Desequilibrio estático)

Definición: Se produce cuando el eje de inercia se desplaza paralelamente al eje de rotación. Esto se puede visualizar como un punto de mayor peso en el rotor.

Diagnóstico: Este tipo de desequilibrio es único, ya que se manifiesta incluso en reposo. Si un rotor de este tipo se coloca sobre soportes horizontales con baja fricción (llamados "bordes de cuchilla"), siempre girará por gravedad y se detendrá con el punto pesado hacia abajo.

Corrección: Se elimina de forma relativamente sencilla añadiendo (o retirando) masa correctiva en un plano, a 180 grados del punto pesado identificado. El desequilibrio estático es característico de rotores estrechos con forma de disco y relaciones longitud-diámetro (L/D) bajas (p. ej., inferiores a 0,5).

Desequilibrio de pareja

Definición: Se produce cuando el eje de inercia interseca el eje de rotación en el centro de masas del rotor. Físicamente, esto equivale a tener dos masas desequilibradas iguales ubicadas en dos planos diferentes a lo largo del rotor y separadas 180 grados entre sí.

Diagnóstico: En posición estática, dicho rotor está equilibrado y no tiende a ocupar ninguna posición específica. Sin embargo, durante la rotación, este par de masas crea un momento de oscilación que tiende a girar el rotor perpendicularmente al eje de rotación, lo que provoca fuertes vibraciones en los soportes.

Corrección: Requiere corrección en al menos dos planos para compensar este momento.

Desequilibrio dinámico

       

Definición: Este es el caso más general y frecuente en la práctica, donde el eje de inercia no es paralelo ni intersecta el eje de rotación, sino que se desvía con él en el espacio. El desequilibrio dinámico siempre es una combinación de desequilibrios estáticos y de par.

Diagnóstico: Se manifiesta sólo durante la rotación del rotor.

Corrección: Siempre es necesario equilibrar en al menos dos planos de corrección para compensar simultáneamente los componentes de fuerza y momento.

1.3. Causas fundamentales de los problemas: ¿de dónde proviene el desequilibrio?

Las causas del desequilibrio se pueden dividir en dos grandes grupos, especialmente relevantes para equilibrio del escape aplicaciones:

Factores operativos (más comunes):

• Acumulación de material: La causa más común de funcionamiento de los extractores de aire en entornos contaminados es la acumulación irregular de polvo, suciedad, pintura, productos de proceso o humedad en los álabes del impulsor, lo que altera la distribución de la masa.
• Desgaste y corrosión: El desgaste abrasivo desigual de las cuchillas, la erosión por gotas debido a la entrada de líquido o la corrosión química provocan pérdida de masa en algunas áreas y el consiguiente desequilibrio.
• Deformación térmica: El calentamiento o enfriamiento desigual del rotor, especialmente durante paradas prolongadas de equipos calientes, puede provocar una flexión temporal o permanente del eje o del impulsor.
• Pérdida de equilibrio de pesos: Los pesos correctivos instalados previamente pueden desprenderse debido a vibración, corrosión o impacto mecánico.

Defectos de fabricación y montaje:

• Defectos de fabricación: Falta de uniformidad del material (por ejemplo, porosidad de la fundición), imprecisiones en el mecanizado o mala calidad en el montaje de las palas al impulsor.
• Errores de montaje e instalación: Ajuste inadecuado del impulsor en el eje, desalineación, aflojamiento de la fijación del cubo, desalineación de los ejes del motor y del ventilador.
• Problemas con componentes relacionados: Uso de correas de transmisión no estándar o desgastadas, defectos en los cojinetes, aflojamiento del montaje de la unidad a la base (condición conocida como "pata coja").

1.4. Consecuencias del desequilibrio: Reacción en cadena de destrucción

Ignorar los problemas de desequilibrio genera una reacción en cadena de consecuencias destructivas que afectan tanto a los componentes mecánicos del equipo como al rendimiento económico, siendo especialmente crítico en los sistemas de escape:

Consecuencias mecánicas:

• Vibración y ruido: El aumento brusco de las vibraciones y del ruido es la consecuencia más obvia, conducente a un deterioro de las condiciones de trabajo y sirve como primera señal de mal funcionamiento.
• Desgaste acelerado de los rodamientos: La consecuencia más frecuente, costosa y peligrosa. Las cargas cíclicas de la fuerza centrífuga provocan fatiga acelerada y la destrucción de los elementos rodantes y las pistas de rodadura, reduciendo la vida útil del rodamiento decenas de veces.
• Falla por fatiga: La exposición prolongada a las vibraciones provoca la acumulación de fatiga en el metal, lo que puede causar la destrucción de ejes, estructuras de soporte, soldaduras e incluso la rotura de los pernos de anclaje que fijan la unidad a la base.
• Daños a componentes adyacentes: La vibración también destruye las conexiones de acoplamiento, las transmisiones por correa y los sellos del eje.

Consecuencias económicas y operativas:

• Aumento del consumo de energía: Una parte importante de la energía del motor no se gasta en mover aire sino en crear vibraciones, lo que genera pérdidas financieras directas.
• Rendimiento reducido: La vibración puede alterar las características aerodinámicas del impulsor, lo que provoca una reducción del flujo de aire y de la presión creada por el ventilador de extracción.
• Tiempo de inactividad de emergencia: En última instancia, el desequilibrio conduce al apagado de emergencia del equipo, lo que genera reparaciones costosas y pérdidas por tiempo de inactividad en la línea de producción.
• Amenazas a la seguridad: En casos críticos, es posible la destrucción del impulsor a altas velocidades, lo que presenta amenazas directas a la vida y la salud del personal.

Sección 2: Diagnóstico de vibraciones: el arte del diagnóstico preciso

Un diagnóstico adecuado es fundamental para un balanceo exitoso. Antes de proceder a la corrección de masa, es necesario establecer con alta certeza que el desequilibrio es la causa principal de la vibración excesiva. Esta sección está dedicada a métodos instrumentales que permiten no solo la detección de problemas, sino también la identificación precisa de su naturaleza.

2.1. Por qué la vibración no siempre es desequilibrio: Diagnóstico diferencial

Un principio clave que todo especialista en mantenimiento debe comprender: la vibración excesiva es un síntoma, no un diagnóstico. Si bien el desequilibrio es una de las causas más comunes de vibración en extractores de aire, otros defectos pueden generar patrones similares que deben descartarse antes de comenzar. equilibrio del escape trabajar.

Principales defectos "disfrazados" de desequilibrio:

• Desalineación: Desalineación del eje entre el motor y el ventilador. En el espectro de vibración, se caracteriza por un pico significativo al doble de la frecuencia de funcionamiento (2x), especialmente en dirección axial.
• Flojedad mecánica: Aflojamiento de los pernos de soporte de los cojinetes, grietas en la cimentación. Se manifiesta como una serie de armónicos de frecuencia de funcionamiento (1x, 2x, 3x, etc.) y, en casos graves, subarmónicos (0,5x, 1,5x).
• Defectos de los rodamientos: Desconchado y grietas en pistas de rodadura o elementos rodantes. Generan vibración en componentes característicos de alta frecuencia y no síncronos (no múltiplos de la frecuencia de rotación), calculados a partir de la geometría del rodamiento.
• Eje doblado: Crea vibraciones tanto en frecuencias de funcionamiento (1x) como de funcionamiento doble (2x), lo que complica enormemente el diagnóstico y requiere la aplicación obligatoria de análisis de fase para distinguirlo del desequilibrio y la desalineación.
• Resonancia: Amplificación de vibraciones múltiples y agudas cuando la frecuencia de rotación de operación coincide con una de las frecuencias naturales de la estructura. Esta condición extremadamente peligrosa no se elimina con el balanceo.

2.2. Kit de herramientas del especialista: Los ojos y oídos del ingeniero

Diagnóstico preciso de vibraciones y posterior equilibrio del escape requieren equipo especializado:

• Sensores de vibración (acelerómetros): Medios primarios de recopilación de datos. Para obtener una imagen tridimensional completa de la vibración de la máquina, se instalan sensores en las carcasas de los rodamientos en tres direcciones perpendiculares entre sí: horizontal, vertical y axial.
• Analizadores/equilibradores de vibraciones portátiles: Instrumentos modernos como Balanset-1A Combinan funciones de vibrómetro (medición del nivel de vibración global), analizador de espectro por Transformada Rápida de Fourier (FFT), medidor de fase y calculadora de balanceo. Permiten un diagnóstico y balanceo completos directamente en el sitio de operación del equipo.
• Tacómetro (óptico o láser): Parte integral de cualquier kit de equilibrado. Necesario para la medición precisa de la velocidad de rotación y la sincronización de la medición de fase. Para su funcionamiento, se aplica un pequeño trozo de cinta reflectante al eje u otra pieza giratoria.
• Software: Un software especializado permite mantener bases de datos de equipos, analizar tendencias de vibración a lo largo del tiempo, realizar diagnósticos de espectro en profundidad y generar automáticamente informes de trabajo.

2.3. Lectura de espectros de vibración (análisis FFT): descifrando señales de máquinas

La señal de vibración medida por el acelerómetro presenta una compleja dependencia amplitud-tiempo. Para el diagnóstico, esta señal es poco informativa. El método clave de análisis es la Transformada Rápida de Fourier (FFT), que descompone matemáticamente la señal temporal compleja en su espectro de frecuencias. El espectro muestra con precisión qué frecuencias contienen energía de vibración, lo que permite identificar estas fuentes de vibración.

El indicador clave de desequilibrio en el espectro de vibración es la presencia de un pico dominante con una frecuencia exactamente igual a la frecuencia de rotación del rotor. Esta frecuencia se designa como 1x. La amplitud (altura) de este pico es directamente proporcional a la magnitud del desequilibrio.

2.4. Función clave del análisis de fases: confirmación del diagnóstico

El análisis de fase es una herramienta poderosa que permite confirmar definitivamente el diagnóstico de "desequilibrio" y distinguirlo de otros defectos que también se manifiestan a la frecuencia de funcionamiento 1x.

La fase es esencialmente la relación temporal entre dos señales de vibración de idéntica frecuencia, medida en grados. Muestra cómo se mueven los diferentes puntos de la máquina entre sí y con respecto a la marca reflectante del eje.

Determinación del tipo de desequilibrio por fase:

• Desequilibrio estático: Ambos soportes de rodamiento se mueven sincronizados, en fase. Por lo tanto, la diferencia de ángulo de fase medida en dos soportes en la misma dirección radial será cercana a 0° (±30°).
• Desequilibrio de pareja o dinámico: Los soportes oscilan en contrafase. Por consiguiente, la diferencia de fase entre ellos será cercana a 180° (±30°).

Dispositivos

Equilibrador portátil y analizador de vibraciones Balanset-1A

$2,111.11

Piezas

Sensor de vibración

$108.51

Piezas

Sensor óptico (Tacómetro láser)

$149.50

Dispositivos

Balanset-4

$8,202.12

Piezas

Pie Magnético Tamaño-60-kgf

$55.46

Piezas

Cinta reflectante

$12.06

Dispositivos

Equilibrador dinámico "Balanset-1A" OEM

$1,882.04

Sección 3: Guía práctica de equilibrio: métodos paso a paso y consejos profesionales

Esta sección presenta una guía detallada, paso a paso, para realizar equilibrio del escape trabajos, desde operaciones preparatorias hasta técnicas especializadas para diferentes tipos de ventiladores extractores.

3.1. Etapa preparatoria - 50% de éxito

Una preparación de calidad es la clave para un trabajo exitoso y seguro. equilibrio del escapeDescuidar esta etapa a menudo conduce a resultados incorrectos y pérdida de tiempo.

La seguridad ante todo:

Antes de comenzar cualquier trabajo, el equipo debe estar completamente desenergizado. Se aplican los procedimientos estándar de bloqueo y etiquetado (LOTO) para evitar el arranque accidental. Se debe verificar la ausencia de tensión en las terminales del motor.

Limpieza e inspección visual:

Esta no es una operación preliminar, sino primaria. El impulsor debe limpiarse a fondo para eliminar cualquier acumulación: suciedad, polvo o producto. En muchos casos, una limpieza de calidad por sí sola elimina por completo o reduce significativamente el desequilibrio, haciendo innecesario un mayor equilibrado. Tras la limpieza, se realiza una inspección visual minuciosa de las aspas, los discos y las soldaduras para detectar grietas, abolladuras, deformaciones y signos de desgaste.

Comprobación mecánica ("Jerarquía de intervención"):

Antes de corregir la distribución de masa, se debe verificar la solidez mecánica de todo el conjunto:

• Ajuste de la conexión de pernos: Inspeccione y, si es necesario, ajuste los pernos que sujetan el impulsor al cubo, el cubo al eje, las carcasas de los cojinetes al bastidor y los pernos de anclaje del bastidor a la base.
• Comprobación de geometría: Con relojes comparadores, verifique el descentramiento radial y axial del eje y del impulsor. También, visualmente o con plantillas y herramientas de medición, verifique la alineación de los álabes y la uniformidad de su ángulo de ataque.

3.2. Equilibrio estático: métodos sencillos para casos sencillos

El equilibrio estático se aplica a rotores estrechos en forma de disco (por ejemplo, impulsores con una relación L/D pequeña) cuando el equilibrio dinámico es técnicamente imposible o económicamente impráctico.

Método del filo del cuchillo:

Método clásico y muy preciso. El rotor (desmontado de la unidad) se coloca sobre dos prismas o soportes de baja fricción perfectamente horizontales, paralelos y lisos. Por gravedad, el punto más pesado del rotor tenderá siempre a ocupar la posición inferior. El peso corrector se instala justo enfrente (a 180°) de este punto. El proceso se repite hasta que el rotor se mantenga en equilibrio neutro en cualquier posición.

Método de rotación libre ("plomada"):

Método simplificado aplicable a ventiladores con aspas directamente instaladas. Tras retirar las correas de transmisión (si las hay), el impulsor gira lentamente y se suelta. El aspa más pesada caerá. La corrección se realiza añadiendo pequeños pesos (por ejemplo, cinta adhesiva o imanes) a las aspas más ligeras hasta que el impulsor deje de buscar una posición específica.

3.3. Equilibrio dinámico de campo: Enfoque profesional

Este es el método principal para uso industrial. equilibrio del escape, realizado utilizando instrumentos especializados como Balanset-1A Sin desmontar el equipo. El proceso consta de varios pasos obligatorios.

Paso 1: Medición inicial (ejecución inicial)

• Se instalan sensores de vibración en las carcasas de los cojinetes y se aplica cinta reflectante al eje del tacómetro.
• Se pone en marcha el ventilador de extracción y se lleva a la velocidad nominal de funcionamiento.
• Con un analizador de vibraciones, se registran los datos iniciales: amplitud (generalmente en mm/s) y ángulo de fase (en grados) de la vibración a una frecuencia de funcionamiento de 1x. Estos datos representan el vector de desequilibrio inicial.

Paso 2: Prueba de peso

Lógica: Para que el instrumento calcule con precisión cómo corregir el desequilibrio, es necesario introducir un cambio conocido en el sistema y observar su reacción. Este es el propósito de la instalación de la pesa de prueba.

• Selección de masa y ubicación: El peso de prueba se elige de forma que provoque un cambio perceptible, pero seguro, en el vector de vibración (p. ej., un cambio de amplitud de 20-30° y/o un desfase de 20-30°). El peso se fija temporalmente en el plano de corrección seleccionado, en una posición angular conocida.
• Medición: Repetir el arranque y la medición realizada, registrando nuevos valores de amplitud y fase.

Paso 3: Cálculo del peso de corrección e instalación

Instrumentos de equilibrio modernos como Balanset-1A Se resta automáticamente el vector de vibración inicial del vector obtenido con el peso de prueba. Con base en esta diferencia (vector de influencia), el instrumento calcula la masa y el ángulo precisos donde se debe instalar el peso correctivo permanente para compensar el desequilibrio inicial.

La corrección puede realizarse añadiendo masa (soldando placas metálicas, instalando pernos con tuercas) o quitándola (taladrando agujeros, rectificando). Añadir masa es preferible, ya que es un proceso reversible y más controlado.

Paso 4: Verificación de la ejecución y equilibrado del ajuste

• Después de instalar el peso correctivo permanente (y quitar el peso de prueba), se realiza una ejecución de verificación para evaluar el resultado.
• Si el nivel de vibración ha disminuido, pero aún supera los estándares aceptables, se realiza el balanceo de compensación. El procedimiento se repite, pero los resultados de la verificación se utilizan como datos iniciales. Esto permite un enfoque iterativo y gradual para alcanzar la calidad de balance requerida.

3.4. ¿Balanceo en uno o dos planos? Criterios prácticos de selección

La elección entre equilibrado de uno o dos planos es una decisión clave que afecta al éxito de todo el procedimiento, especialmente importante para equilibrio del escape aplicaciones.

Criterio principal: Relación entre la longitud del rotor (L) y el diámetro (D).

• Si L/D < 0,5 y la velocidad de rotación es inferior a 1000 RPM, el desequilibrio estático suele predominar y el equilibrio en un solo plano es suficiente.
• Si L/D > 0,5 o la velocidad de rotación es alta (>1000 RPM), el desequilibrio del par comienza a jugar un papel importante y requiere un equilibrio de dos planos para su eliminación.

3.5. Peculiaridades del equilibrio del ventilador en voladizo

Los ventiladores extractores de tipo voladizo, en los que la rueda de trabajo (impulsor) se encuentra más allá de los soportes de los cojinetes, presentan una complejidad especial para el equilibrio.

Problema: Estos sistemas son inherentemente inestables dinámicamente y extremadamente sensibles al desequilibrio, especialmente al tipo de par. Esto a menudo se manifiesta como una vibración axial anormalmente alta.

Complicaciones: La aplicación de métodos estándar de dos planos a rotores en voladizo suele generar resultados insatisfactorios o requerir la instalación de pesos correctivos insuficientemente grandes. La reacción del sistema al peso de prueba puede ser poco intuitiva: por ejemplo, instalar un peso en el impulsor puede causar un mayor cambio de vibración en el soporte más alejado (en el motor) que en el más cercano.

Recomendaciones: El equilibrado de extractores en voladizo requiere mayor experiencia especializada y conocimientos de dinámica. A menudo es necesario utilizar módulos de software especializados en analizadores de vibraciones que aplican el método de separación de fuerzas estáticas/de par para un cálculo más preciso de la masa correctiva.

Sección 4: Casos complejos y técnicas profesionales

Incluso con un estricto cumplimiento del procedimiento, los especialistas pueden encontrarse con situaciones en las que los métodos estándar no dan resultados. Estos casos requieren un análisis más profundo y la aplicación de técnicas no convencionales.

4.1. Errores típicos y cómo evitarlos

Error 1: Diagnóstico incorrecto

El error más frecuente y costoso es intentar equilibrar la vibración causada por desalineación, holgura mecánica o resonancia.

Solución: Comience siempre con un análisis completo de vibraciones (análisis de espectro y fase). Si el espectro no muestra una clara dominancia de picos 1x, pero sí picos significativos en otras frecuencias, no se podrá iniciar el balanceo hasta que se elimine la causa principal.

Error 2: Ignorar la etapa preparatoria

Saltarse las etapas de limpieza del impulsor o de comprobación del apriete de las conexiones de los pernos.

Solución: Siga estrictamente la jerarquía de intervención descrita en la sección 3.1. La limpieza y el ajuste no son opcionales, sino pasos iniciales obligatorios.

Error 3: Quitar todos los contrapesos antiguos

Esta acción destruye los resultados de equilibrio anteriores (posiblemente de fábrica) y a menudo complica significativamente el trabajo, ya que el desequilibrio inicial puede llegar a ser muy grande.

Solución: Nunca retire todos los pesos sin una buena razón. Si el impulsor ha acumulado muchos pesos pequeños de balanceos anteriores, se pueden retirar, pero luego se debe combinar su suma vectorial para obtener un peso equivalente e instalarlo en su lugar.

Error 4: No comprobar la repetibilidad de los datos

Comienzo del equilibrio con lecturas iniciales de amplitud y fase inestables.

Solución: Antes de instalar el peso de prueba, realice de 2 a 3 arranques de control. Si la amplitud o la fase fluctúan de un arranque a otro, esto indica la presencia de un problema más complejo (resonancia, curvatura térmica, inestabilidad aerodinámica). El equilibrado en estas condiciones no proporcionará un resultado estable.

4.2. Equilibrio cerca de la resonancia: cuando la fase se encuentra

Problema: Cuando la velocidad de funcionamiento del extractor es muy cercana a una de las frecuencias de vibración naturales del sistema (resonancia), el ángulo de fase se vuelve extremadamente inestable y muy sensible a las más mínimas fluctuaciones de velocidad. Esto hace que los cálculos vectoriales estándar basados en la medición de fase sean inexactos o totalmente imposibles.

Solución: método de cuatro corridas

Esencia: Este exclusivo método de equilibrado no utiliza mediciones de fase. El cálculo del peso correctivo se basa exclusivamente en los cambios de amplitud de la vibración.

Proceso: El método requiere cuatro ejecuciones secuenciales:

1. Medir la amplitud de vibración inicial
2. Mida la amplitud con el peso de prueba instalado en la posición condicional 0°
3. Medir la amplitud con el mismo peso movido a 120°
4. Medir la amplitud con el mismo peso movido a 240°

A partir de los cuatro valores de amplitud obtenidos, se construye una solución gráfica (método de intersección de círculos) o se realiza un cálculo matemático que permite determinar la masa necesaria y el ángulo de instalación del peso correctivo.

4.3. Cuando el problema no es el equilibrio: fuerzas estructurales y aerodinámicas

Problemas estructurales:

Una base débil o agrietada o unos soportes flojos pueden resonar con la frecuencia de funcionamiento del ventilador de extracción, multiplicando la vibración muchas veces.

Diagnóstico: Para determinar las frecuencias naturales estructurales en estado apagado, se aplica una prueba de impacto (prueba de impacto). Esta se realiza con un martillo modal especial y un acelerómetro. Si una de las frecuencias naturales encontradas se acerca a la frecuencia de rotación operativa, el problema es, sin duda, resonancia.

Fuerzas aerodinámicas:

La turbulencia del flujo de aire en la entrada (debido a obstáculos o a una compuerta excesivamente cerrada, la llamada "falta de ventilador") o en la salida puede provocar vibraciones de baja frecuencia, a menudo inestables, no relacionadas con el desequilibrio de masa.

Diagnóstico: Se realiza una prueba con variación de la carga aerodinámica a velocidad de rotación constante (p. ej., abriendo y cerrando gradualmente el amortiguador). Si el nivel de vibración varía significativamente, es probable que su naturaleza sea aerodinámica.

4.4. Análisis de ejemplos reales (casos prácticos)

Ejemplo 1 (Resonancia):

En un caso documentado, el balanceo del ventilador de suministro con el método estándar no arrojó resultados debido a lecturas de fase extremadamente inestables. El análisis mostró que la velocidad de operación (29 Hz) era muy cercana a la frecuencia natural del impulsor (28 Hz). La aplicación del método de cuatro pasadas, independientemente de la fase, permitió reducir la vibración a un nivel aceptable, lo que proporcionó una solución temporal hasta la sustitución del ventilador por uno más fiable.

Ejemplo 2 (múltiples defectos):

El análisis de vibraciones de los extractores de aire de una fábrica de azúcar reveló problemas complejos. Un espectro de ventilador indicó desalineación angular (picos altos de 1x y 2x en dirección axial), mientras que otro mostró holgura mecánica (armónicos uniformes de 1x, 2x y 3x). Esto demuestra la importancia de la eliminación secuencial de defectos: primero se alineaban y apretaban los tornillos, y solo después, de ser necesario, se realizaba el balanceo.

Sección 5: Normas, tolerancias y mantenimiento preventivo

La etapa final de cualquier trabajo técnico es evaluar su calidad de acuerdo con los requisitos reglamentarios y desarrollar una estrategia para mantener el equipo en condiciones adecuadas a largo plazo.

5.1. Descripción general de las normas clave (ISO)

Se utilizan varias normas internacionales para evaluar la calidad del equilibrio y el estado de vibración de los ventiladores de extracción.

ISO 14694:2003:

Norma principal para ventiladores industriales. Establece los requisitos de calidad del equilibrado y los niveles máximos de vibración admisibles según la categoría de aplicación del ventilador (BV-1, BV-2, BV-3, etc.), la potencia y el tipo de instalación.

ISO 1940-1:2003:

Esta norma define los grados de calidad de equilibrio (G) para rotores rígidos. El grado de calidad caracteriza el desequilibrio residual admisible. Para la mayoría de los extractores industriales, se aplican los siguientes grados:

• G6.3: Calidad industrial estándar, adecuada para la mayoría de aplicaciones industriales generales.
• G2.5: Calidad mejorada, necesaria para ventiladores de extracción de alta velocidad o particularmente críticos donde los requisitos de vibración son más estrictos.

ISO 10816-3:2009:

Regula la evaluación del estado de vibración de las máquinas industriales basándose en mediciones en piezas no giratorias (p. ej., carcasas de rodamientos). La norma introduce cuatro zonas de condición:

• Zona A: "Bueno" (equipo nuevo)
• Zona B: "Satisfactorio" (se permite el funcionamiento ilimitado)
• Zona C: "Aceptable por tiempo limitado" (se requiere identificación y eliminación de la causa)
• Zona D: "Inaceptable" (la vibración puede causar daños)

ISO 14695:2003:

Esta norma establece métodos y condiciones unificados para las mediciones de vibraciones de ventiladores industriales, necesarias para garantizar la comparabilidad y reproducibilidad de los resultados obtenidos en diferentes momentos y en diferentes equipos.

5.2. Estrategia a largo plazo: Integración en el programa de mantenimiento predictivo

Equilibrio del escape No debe considerarse una reparación puntual. Es parte integral de la estrategia moderna de mantenimiento predictivo.

La implementación regular del monitoreo de vibraciones (p. ej., mediante la recopilación de datos de ruta con analizadores portátiles) permite monitorear el estado del equipo a lo largo del tiempo. El análisis de tendencias, en particular el aumento gradual de la amplitud de vibración a una frecuencia de funcionamiento de 1x, es un indicador fiable del desarrollo de un desequilibrio.

Este enfoque permite:

• Planificar el equilibrado con antelación, antes de que el nivel de vibración alcance los valores críticos establecidos por la norma ISO 10816-3.
• Prevención de daños secundarios a cojinetes, acoplamientos y estructuras de soporte que inevitablemente ocurren durante el funcionamiento prolongado con vibración excesiva.
• Eliminar tiempos de inactividad de emergencia no planificados mediante la conversión de trabajos de reparación a una categoría preventiva planificada.

La creación de una base de datos electrónica sobre el estado de vibración de los equipos clave y el análisis de tendencias regulares constituyen la base para tomar decisiones de mantenimiento técnicamente acertadas y económicamente efectivas, aumentando en última instancia la confiabilidad y la eficiencia general de la producción.