Equilibrado in situ
Equilibrado in situ — del latín in situ, «in situ» — es la práctica de equilibrando a rotor mientras permanece instalada en su propio equipo, en su ubicación habitual de funcionamiento y en sus condiciones reales de funcionamiento. Se trata de la misma actividad que los ingenieros también denominan equilibrado de campo, equilibrado in situ o equilibrado en el propio equipo. En lugar de desmontar el rotor y enviarlo a un taller máquina equilibradora, el técnico lleva a la máquina equipos portátiles de medición de vibraciones y de fase y corrige el desequilibrar sin necesidad de desmontarlo.
1. Definición: qué significa el equilibrio in situ
La característica distintiva del equilibrado in situ es que el rotor nunca se desacopla del entorno real en el que funciona. Una máquina de equilibrado de taller hace girar un rotor desnudo sobre cojinetes blandos y calibrados; en el equilibrado in situ, se hace girar el mismo rotor en su entorno real sistema de rodamiento, sobre su base real, impulsada por su motor principal real. Los contrapesos de equilibrado se calculan y se montan en la máquina ensamblada, y el resultado se verifica a velocidad de funcionamiento. Por eso, el equilibrado in situ se ha convertido en el método habitual para la gran mayoría de la maquinaria industrial instalada: ventiladores, sopladores, bombas, motores, trituradoras y equipos rotativos similares.
2. Ventajas del equilibrado in situ
Este método predomina en la práctica sobre el terreno debido a que sus ventajas son tanto prácticas como técnicas.
No es necesario desmontarlo
Dado que el rotor permanece en su sitio, este procedimiento elimina el trabajo que supone desmontar y volver a montar la máquina, el riesgo de que se produzcan daños durante el desmontaje, el transporte y la reinstalación, los días o semanas que se pierden enviando el rotor a un taller, y la posibilidad de que se generen nuevos fallos — desalineación, par de apriete incorrecto, ajustes defectuosos — durante el montaje.
Equilibrado en condiciones reales de funcionamiento
Esta es la ventaja técnica más importante, y es algo que una máquina de taller no puede igualar:
- Rigidez real del rodamiento: Los cojinetes reales y su rigidez una vez instalados determinan cómo responde el rotor al desequilibrio, y esa respuesta puede diferir notablemente de los soportes ideales de taller.
- Efectos de la base y del soporte: La flexibilidad de la base, el bastidor y la estructura de montaje determina la vibración, y esos efectos se incorporan automáticamente al resultado in situ.
- Temperatura de funcionamiento: La dilatación térmica y su influencia en las holguras de los cojinetes están presentes en condiciones de funcionamiento, pero no en un taller a temperatura ambiente, y pueden alterar el equilibrio del rotor.
- Cargas de proceso: en bombas y ventiladores, el hidráulico y fuerzas aerodinámicas que solo se producen bajo carga influyen en el funcionamiento del rotor.
- Ajuste y holguras tras el montaje: La forma exacta en que los acoplamientos, las chavetas y los componentes encajan en su montaje final influye en el equilibrio, y los métodos in situ lo registran directamente.
En resumen, el equilibrado in situ corrige el rotor en las mismas condiciones en las que va a funcionar, incluyendo efectos que una máquina de equilibrado no detecta.
Menos tiempo de inactividad, menor coste, verificación inmediata
Un trabajo in situ suele completarse en unas pocas horas, mientras que el equilibrado en taller —desmontaje, transporte, equilibrado y reinstalación— puede llevar días o semanas. En el caso de los equipos de producción críticos, ese ahorro de tiempo se traduce directamente en mayor rendimiento e ingresos. La eliminación del transporte, la mano de obra en taller y el desmontaje también hace que resulte notablemente más económico para la mayoría de las aplicaciones. Y como la máquina puede volver a ponerse en marcha en el momento pesos de corrección Una vez instalados, los resultados se comprueban in situ en condiciones reales; si es necesario realizar un nuevo ajuste, este se lleva a cabo de inmediato, sin necesidad de desmontar el sistema de nuevo.
3. Cuándo es más adecuado el equilibrado in situ
La técnica tiene una amplia aplicación, pero resulta especialmente interesante para:
- Maquinaria pesada: grandes ventiladores, sopladores y trituradoras que resultan difíciles o costosos de desmontar y trasladar.
- Rotores montados de forma permanente: conjuntos montados in situ y que nunca se han concebido para ser desmontados fácilmente.
- Equipo de campo: máquinas situadas en emplazamientos remotos, donde no resulta viable trasladarlas a un taller.
- Reparaciones de emergencia: situaciones en las que una respuesta rápida es fundamental para reanudar la producción.
- Mantenimiento rutinario: reequilibrio periódico para corregir el desequilibrio derivado de tener puesto, acumulación de residuos o erosión.
- Equipos personalizados o no estándar: rotores que, sencillamente, no caben en las máquinas estándar de taller.
4. El proceso de equilibrio in situ
El procedimiento sigue el estándar. método del coeficiente de influencia, adaptado al entorno de campo. Se trata de un ciclo iterativo de medición, corrección y verificación.
- Paso 1 — Evaluación inicial: Confirme que el desequilibrio es realmente el problema principal. Descarte fallos que puedan parecerse a él, como la desalineación, flojedad y defectos de los cojinetes; un desequilibrio puro indica una fuerte y estable 1× velocidad de giro componente con funcionamiento constante fase.
- Paso 2 — Instalar los sensores: monte acelerómetros en las carcasas de los cojinetes con imanes, pernos o adhesivo, y montar un tacómetro o fase clave para proporcionar la referencia de fase una vez por revolución.
- Paso 3 — Primera ejecución: Ponga la máquina en marcha a su velocidad normal de funcionamiento y registre el valor de referencia 1× amplitud y vectores de fase.
- Paso 4 — Pasadas con peso de prueba: realizar una o más peso de prueba se ejecuta según lo requiera el método seleccionado — uno para plano único, más para dos planos trabajar.
- Paso 5 — Calcular y ajustar las correcciones: El instrumento calcula las masas y los ángulos de corrección necesarios; a continuación, estos se fijan de forma permanente añadiendo material (parches soldados, masas atornilladas, contrapesos con tornillos de fijación) o quitándolo (taladrado, rectificado).
- Paso 6 — Verificación: ejecutar una final pasada de verificación para confirmar que la vibración residual se encuentra dentro del rango de aceptación previsto.
5. Equipos para el equilibrado in situ
Los instrumentos portátiles modernos son los que han hecho que el equilibrado in situ sea una tarea habitual y accesible. Un kit de campo completo incluye un instrumento de equilibrado portátil que integra la medición de vibraciones, la detección de fase y el cálculo del equilibrado en un único dispositivo alimentado por batería; acelerómetros con bases magnéticas para una rápida fijación y retirada; un tacómetro óptico o magnético para la referencia de fase; y un juego de contrapesos con masas de sujeción por pinza, atornillables y adhesivas, tanto para correcciones provisionales como definitivas.
En Balanset-1A He aquí un ejemplo representativo: un dispositivo de dos canales que lee la amplitud y la fase en ambos cojinetes, calcula el coeficientes de influencia del rotor, calcula las correcciones en un plano y en dos planos, y verifica el resultado final desequilibrio residual frente a un grado ISO 21940-11, todo ello en los propios rodamientos de la máquina a velocidad de funcionamiento. Para planificar el trabajo, el programa gratuito Calculadora de peso de prueba determina una masa de prueba inicial segura, y el Descomposición de masa de corrección Esta herramienta distribuye la corrección calculada entre los orificios fijos o las palas con los que realmente debe trabajar.
6. Retos y consideraciones
A pesar de todas sus ventajas, el equilibrado in situ plantea complicaciones específicas del terreno:
- Acceso a los planos de corrección: Debe poder accederse a las superficies con la máquina montada; en ocasiones es necesario retirar las protecciones o cubiertas para acceder a una superficie de equilibrado.
- Factores ambientales: Las temperaturas extremas, la suciedad, el ruido y las vibraciones procedentes de los equipos cercanos hacen que las mediciones sobre el terreno resulten más difíciles que las realizadas en un taller controlado.
- Seguridad: El trabajo con maquinaria en funcionamiento exige el cumplimiento de protocolos estrictos: las pesas de prueba deben fijarse de forma segura y todo el mundo debe mantenerse alejado de las piezas giratorias.
- Fallos mecánicos subyacentes: pie cojo, las desalineaciones o los soportes sueltos deben subsanarse antes del equilibrado, y las condiciones in situ pueden dificultar la detección de estos defectos.
- Límites para una precisión extrema: Para las tolerancias más estrictas —rectificadoras de precisión, husillos de alta velocidad—, puede que siga siendo preferible utilizar máquinas específicas de taller, o bien combinarlas con un recorte in situ.
7. Equilibrado in situ frente a equilibrado en taller
La diferencia entre ambos enfoques se aprecia mejor si se comparan uno al lado del otro:
| Aspecto | Equilibrado in situ | Equilibrio de la tienda |
|---|---|---|
| Requiere desmontaje | No | Sí |
| Condiciones de funcionamiento | Condiciones reales | Condiciones ideales |
| Tiempo de ejecución | Horas | De días a semanas |
| Costo | Más bajo | Más alto |
| Precisión | Bien | Excelente |
| Aplicabilidad | La mayor parte de la maquinaria | rotores pequeños a medianos |
Ambos procesos son complementarios, más que rivales: a menudo, un rotor nuevo se equilibra en taller con una precisión muy alta y, una vez instalado, se ajusta in situ para compensar los efectos derivados del montaje, los cimientos y las variaciones térmicas que no se pudieron prever en el taller.
8. Normas del sector y buenas prácticas
El equilibrado in situ está reconocido oficialmente por las normas internacionales. ISO 21940-13 establece los criterios y las medidas de seguridad para el equilibrado in situ de rotores medianos y grandes, mientras que la norma matriz ISO 21940-11 (el sucesor moderno del ya conocido ISO 1940-1) define los grados de calidad del equilibrado y los valores admisibles tolerancias los criterios con los que se evalúa el trabajo. La aceptación se comprueba con frecuencia cotejándola con los límites de intensidad de las vibraciones en el ISO 20816 serie. El cumplimiento de estas normas es lo que garantiza que el equilibrado in situ sea seguro, eficaz y uniforme en todos los trabajos.
