ISO 5348: Montaje mecánico de acelerómetros
ISO 5348 — «Vibraciones y golpes mecánicos — Montaje mecánico de acelerómetros» — es una de las normas más discretamente importantes que un analista de vibraciones utilizará jamás. Aborda un factor que, de manera silenciosa, determina la calidad de los datos: cómo el acelerómetro está físicamente acoplado a la máquina. La norma establece los métodos prácticos de montaje y explica cómo cada uno de ellos influye en la frecuencia respuesta de la medición, y explica por qué una elección errónea puede hacer que se pierda la información de muy alta frecuencia que se estaba buscando. Seguir estas indicaciones es fundamental para obtener lecturas precisas y repetibles, sobre todo cuando se buscan fallos de alta frecuencia en rodamientos y engranajes.
1. ¿Por qué el soporte forma parte del sensor?
La idea central que recorre la norma ISO 5348 es que el método de montaje no es un elemento secundario de la medición, sino que es parte del sistema de medición. Un acelerómetro fijado a una superficie forma un pequeño sistema masa-resorte con la estructura que hay debajo, y ese sistema tiene su propia resonancia, la frecuencia de resonancia en montaje. Por encima de esa resonancia, la lectura ya no es fiable. Un soporte rígido, ligero y bien preparado eleva la resonancia, lo que abre una amplia banda útil; un soporte blando o pesado la reduce y actúa como un filtro mecánico de paso bajo, atenuando o amortiguando las altas frecuencias vibración antes de que llegue al cristal. Se puede calcular dónde se sitúa ese límite para una configuración determinada mediante un Calculadora de resonancia para el montaje de acelerómetros, lo que permite valorar las ventajas e inconvenientes de forma concreta antes incluso de obtener un solo dato. La norma describe con detalle los métodos que evalúa —fijación con pernos, adhesivos y imanes, además de sondas portátiles— y lo enmarca todo en términos de rigidez, masa, preparación de la superficie y la frecuencia máxima a la que los datos siguen siendo fiables.
2. Montaje con pernos: el método de referencia
El montaje con perno se presenta como la técnica óptima y de referencia. Se perfora un orificio en la estructura de la máquina, se le hace una rosca y se atornilla directamente en él el perno de montaje del acelerómetro. La norma especifica que la superficie de montaje debe estar limpia, plana y lisa —con una cara de apoyo mecanizada donde sea necesario para lograrlo— y que se aplique una fina capa de grasa de silicona o un fluido de acoplamiento similar a la base del sensor. Esa capa rellena los huecos microscópicos de la superficie, maximiza el área de contacto real y mejora la transmisión de energía de alta frecuencia.
El resultado es la máxima rigidez de montaje posible y, por lo tanto, la frecuencia de resonancia más alta, lo que a su vez proporciona el ancho de banda de medición fiable más amplio, sin alteraciones debidas a la propia resonancia del soporte. El montaje con pernos es el punto de referencia con respecto al cual se evalúan todos los demás métodos, y es la única opción aceptable para instalaciones de monitorización permanentes que requieran diagnósticos de alta frecuencia, tales como cojinete y engranaje análisis y para sensores calibración.
3. Fijación con adhesivo: una opción resistente y semipermanente
Cuando no es posible o está prohibido taladrar la máquina, los adhesivos ofrecen una alternativa semipermanente. La norma ISO 5348 distingue entre distintos tipos de adhesivos. Para obtener el mejor resultado, recomienda un adhesivo duro y rígido —un cianoacrilato («superpegamento») o un epoxi de dos componentes— aplicado en forma de una línea de unión mínima, muy fina y rígida entre la base del sensor y la superficie de la máquina. El principio fundamental es la rigidez: un adhesivo espeso o blando, como la goma de silicona, actúa como amortiguador y reduce considerablemente la respuesta de alta frecuencia.
Si se realiza correctamente sobre una superficie debidamente preparada, un montaje adhesivo rígido alcanza un rango de frecuencias útil casi tan alto como el de un montaje con perno, lo que lo convierte en una alternativa válida para muchas tareas de diagnóstico. La norma también abarca los montajes adhesivos bases — pequeñas placas metálicas pegadas a la máquina que proporcionan un punto de fijación reproducible para montar un sensor de montaje en perno, combinando la comodidad de la fijación adhesiva con la reproducibilidad tan valorada en el análisis de tendencias.
4. Fijación magnética: comodidad a cambio de un coste
Las bases magnéticas son muy comunes en los dispositivos portátiles, recopilación de datos basada en rutas porque son muy rápidos de usar, pero la norma ISO 5348 deja claro que esta comodidad tiene un coste real para la calidad de los datos. Un soporte magnético es, por naturaleza, menos rígido que uno con pernos o adhesivo, y el propio imán añade una masa considerable al conjunto del sensor. La menor rigidez, combinada con una mayor masa, reduce drásticamente la frecuencia de resonancia del soporte, lo que limita gravemente la frecuencia máxima utilizable de la medición.
La norma deja claro que los datos de alta frecuencia —normalmente por encima de los 2.000 Hz— recopilados mediante un imán suelen ser poco fiables. Ofrece consejos prácticos para sacar el máximo partido a un soporte magnético: utilizar un imán potente de dos polos, asegurarse de que las superficies de contacto estén perfectamente limpias y planas, y ejercer una presión firme al colocar el imán. Aun así, el analista debe aceptar la banda comprometida; para trabajos serios con cojinetes o engranajes de alta frecuencia, es muy recomendable utilizar un soporte con perno o adhesivo. Es mejor reservar el imán para estudios de baja frecuencia, como desequilibrar y desalineación comprobaciones, en las que las frecuencias de interés se sitúan claramente por debajo de la resonancia reducida.
5. Sondas portátiles («Stingers»)
La norma se refiere a las sondas portátiles —a menudo denominadas «stingers»— que a veces se utilizan para comprobaciones rápidas o en lugares de difícil acceso, y desaconseja encarecidamente su uso para cualquier trabajo de diagnóstico serio. El cuerpo humano actúa como un filtro de paso bajo y un amortiguador muy eficaces, y es imposible mantener una sonda con una presión constante o en un ángulo perfectamente perpendicular. El resultado es una repetibilidad deficiente y una respuesta en frecuencia que a menudo se limita a menos de 1.000 Hz. Una sonda puede confirmar una vibración grande de baja frecuencia, como un desequilibrio grave, pero no es adecuada para obtener resultados fiables análisis de tendencias o para detectar defectos de alta frecuencia en rodamientos y engranajes.
6. Preparación de la superficie y tendido de cables
En la sección final se ofrecen consejos prácticos que son válidos independientemente del método utilizado. La superficie de montaje debe prepararse adecuadamente: debe ser lo más plana y lisa posible, y se debe eliminar la pintura, el óxido y la suciedad para que haya un contacto directo entre metales (o entre metal, adhesivo y metal). En el caso del montaje sobre pernos, se debe mecanizar una superficie plana en aquellos puntos en los que la superficie no sea perfectamente plana.
La norma es igualmente estricta en lo que respecta al cableado. El cable debe fijarse firmemente a la estructura a poca distancia del sensor. Esto proporciona un alivio de tensión al conector y, lo que es más importante, evita el movimiento del cable: un cable que se mueva libremente durante la medición puede generar una señal eléctrica espuria de baja frecuencia a través del efecto triboeléctrico, lo que contamina la señal de vibración real y genera datos erróneos.
7. Los cuatro conceptos clave que hay que recordar
- La respuesta en frecuencia lo es todo: El soporte actúa como un filtro mecánico. Un soporte de mala calidad —por ejemplo, un imán— añade masa y reduce la rigidez, formando un filtro de paso bajo que atenúa las vibraciones de alta frecuencia antes de que lleguen al sensor.
- La rigidez es fundamental: Para transmitir con fidelidad las altas frecuencias, la conexión entre el sensor y la máquina debe ser lo más rígida y ligera posible; precisamente por eso, un montaje directo sobre perno supera a cualquier otra alternativa.
- La comodidad se contrapone a la precisión: Los soportes magnéticos son rápidos para trabajar sobre la ruta, pero la banda útil de frecuencia se reduce. Para el análisis de rodamientos o engranajes a alta frecuencia, opta por un montaje sobre perno o adhesivo.
- La repetibilidad protege las tendencias: El uso de soportes de montaje fijos para una colocación repetible de los sensores garantiza que los cambios en los datos reflejen el estado de la máquina, y no variaciones en la técnica de medición.
8. La norma ISO 5348 en la práctica con un analizador portátil
Estos principios no son meramente teóricos: determinan si una medición sobre el terreno tiene algún valor. Un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A se utiliza tanto para el diagnóstico como para equilibrado de campo, y en todos los trabajos se aplica la misma disciplina de montaje. Para las tareas rutinarias equilibrando la señal dominante es la que se produce una vez por revolución velocidad de marcha componente: una baja frecuencia que incluso un soporte magnético limpio capta fielmente, razón por la cual los imanes siguen siendo perfectamente aceptables para los estudios de equilibrado. Pero en cuanto la cuestión se centra en una posible avería en los rodamientos o el engranaje —donde la energía de diagnóstico se concentra en las altas frecuencias—, la norma ISO 5348 exige un montaje sobre perno o con adhesivo rígido sobre una superficie debidamente preparada, con el cable bien sujeto, para que el contenido de alta frecuencia no se pierda en una interfaz blanda. Elegir el montaje que se adapte a las frecuencias que se buscan es el núcleo práctico de la norma, y se combina de forma natural con una sensata montaje del sensor práctica y constancia base datos que permitan establecer tendencias fiables a largo plazo.
9. El lugar que ocupa la norma ISO 5348 entre las normas relacionadas
La norma ISO 5348 regula cómo se debe attach el sensor; las normas complementarias regulan cómo se debe judge lo que dice. La evaluación de la intensidad de las vibraciones, que antes se dividía entre la norma ISO 10816 y la anterior ISO 2372, ahora se recoge en la moderna ISO 20816-1 serie, con los límites de la maquinaria industrial en ISO 20816-3. La fiabilidad de los datos en los que se basan esas evaluaciones depende de la calidad del equipo con el que se recopilaron; y precisamente por eso la norma ISO 5348, por poco glamurosa que sea, constituye la base de una monitorización de condición.
