Comprender el holospectro
Definición: ¿Qué es el Holospectro?
Holospectro (también llamado espectro completo) es una técnica avanzada de análisis de frecuencia en dinámica del rotor que procesa simultáneamente X e Y (horizontal y vertical) vibración mediciones para separar el movimiento del eje en componentes de precesión hacia adelante (que orbitan en la misma dirección que la rotación) y componentes de precesión hacia atrás (que orbitan en dirección opuesta a la rotación). A diferencia de los métodos convencionales espectros Mientras que los espectros tradicionales muestran únicamente la magnitud de la vibración, el holospectro muestra tanto las frecuencias positivas (hacia adelante) como las negativas (hacia atrás), proporcionando información completa sobre la dirección del movimiento orbital del rotor, fundamental para diagnosticar inestabilidades, identificar vibraciones forzadas frente a autoexcitadas y caracterizar el comportamiento dinámico del rotor.
Holospectrum se utiliza principalmente con sonda de proximidad Realiza mediciones (pares XY) en turbomáquinas críticas, revelando fenómenos invisibles en los espectros estándar de un solo eje. Es una herramienta de diagnóstico de nivel experto para especialistas en dinámica de rotores que solucionan problemas complejos de vibración en turbinas, compresores y generadores.
Base teórica
Precesión hacia adelante frente a precesión hacia atrás
- Precesión hacia adelante: El centro del eje orbita en la misma dirección que la rotación del eje (lo más común).
- Precesión hacia atrás: Las órbitas del eje se oponen al sentido de rotación (lo que indica problemas específicos).
- Significado: La dirección indica el mecanismo de excitación y el tipo de falla.
Limitación del espectro estándar
- La FFT de un solo eje no puede distinguir entre avance y retroceso.
- Ambos aparecen como el mismo componente de frecuencia.
- Información de dirección perdida
- Ambigüedad en la interpretación
Solución Holospectro
- Procesa mediciones XY juntas
- Separa matemáticamente los componentes direccionales
- Adelante: frecuencias positivas
- Hacia atrás: frecuencias negativas
- Caracterización completa del movimiento del rotor
Aplicaciones y diagnósticos
Diagnóstico de inestabilidad
- Remolino/Látigo de aceite: Aparece en frecuencias negativas (precesión retrógrada inicialmente)
- Remolino de vapor: componente de retroceso subsíncrono
- Identificación: Holospectrum identifica inmediatamente la inestabilidad frente al desequilibrio.
Vibración forzada frente a vibración autoexcitada
- Desequilibrio (forzado): Fuerte componente hacia adelante a 1×, mínima componente hacia atrás
- Inestabilidad (autoexcitada): componente retrógrado significativo
- Distinción: Claro en el holoespectro, ambiguo en el espectro estándar.
Detección de roce del rotor
- El roce a menudo crea componentes invertidos
- Las fuerzas de fricción impulsan la precesión inversa.
- El holospectro revela el movimiento inverso relacionado con el roce
Efectos giroscópicos
- Los modos de giro hacia adelante y hacia atrás se separan a frecuencias diferentes.
- Holospectrum muestra ambos modos con claridad.
- Valida los modelos de dinámica de rotores
Requisitos de datos
Par de medición XY
- Se requieren dos mediciones de vibración perpendiculares
- Normalmente, a partir de un par de sondas de proximidad XY
- Deben estar separados 90° espacialmente.
- El muestreo sincronizado es esencial.
Fase relativa
- La relación de cuadratura entre X e Y permite determinar la dirección.
- X adelanta a Y 90° → hacia adelante
- X se retrasa 90° con respecto a Y → hacia atrás
- Precisión de fase crítica
Interpretación
Pantalla holográfica
- Eje horizontal: Frecuencia (positiva para avance, negativa para retroceso)
- Eje vertical: Amplitud
- Centro cero: Frecuencia cero en el centro de la gráfica
- Lado derecho: Componentes de precesión hacia adelante (+1×, +2×, etc.)
- Lado izquierdo: Componentes de precesión hacia atrás (-1×, -2×, etc.)
Patrones típicos
Rotor saludable
- Componente de avance grande a +1× (desequilibrio)
- Componentes traseros pequeños o inexistentes
- Indica vibración forzada normal
Remolino de aceite
- Componente significativo en frecuencia subsíncrona negativa
- Ejemplo: -0,45× (hacia atrás a 45% de velocidad del rotor)
- Diagnóstico de inestabilidad inducida por rodamientos
Desalineación
- Componente de avance fuerte +2×
- Minimal hacia atrás
- Confirma la vibración forzada por desalineación
Ventajas
Claridad diagnóstica
- Distingue inmediatamente la inestabilidad del desequilibrio
- Identifica condiciones de roce del rotor
- Caracteriza el movimiento complejo del rotor
- Reduce la ambigüedad diagnóstica
Lo completo
- Información completa sobre el movimiento orbital
- No se pierde información (en comparación con el análisis de un solo eje).
- Imagen completa de la dinámica del rotor
Limitaciones
Requiere mediciones XY
- No aplicable a datos de un solo eje
- Requiere pares de sondas de proximidad o acelerómetros sincronizados.
- Instrumentación más costosa
Complejidad
- Más complejo que el espectro estándar
- Requiere comprensión de los conceptos de precesión.
- La interpretación requiere experiencia
- Técnica de análisis no rutinaria
Aplicación limitada
- Principalmente para cuestiones de dinámica de rotores
- Menos útil para defectos en rodamientos y engranajes.
- Herramienta especializada, no de uso general.
Cuándo usar Holospectrum
Casos apropiados
- Se sospecha inestabilidad del rotor
- Investigación de vibraciones subsíncronas
- Diagnóstico de frotamiento
- Solución de problemas críticos en turbomáquinas
- Validación de la dinámica del rotor
No es necesario para
- Desequilibrio o desalineación rutinaria
- Análisis de defectos en rodamientos
- Mediciones de un solo eje
- inspecciones generales de maquinaria
El análisis del holospectro es una técnica avanzada de diagnóstico de la dinámica de rotores que proporciona una caracterización completa del movimiento orbital mediante la separación de los componentes de precesión hacia adelante y hacia atrás. Si bien requiere mediciones XY especializadas y conocimientos técnicos, el holospectro ofrece información diagnóstica única —en particular para inestabilidades y roces— que no se puede obtener con el análisis espectral convencional de un solo eje, lo que lo convierte en una herramienta esencial para el análisis especializado de problemas complejos de dinámica de rotores en turbomáquinas críticas.