Amplitud pico vs. amplitud pico a pico en el análisis de vibraciones
Pico (Pk) y Pico a pico (Pk-Pk) son dos de las principales formas de cuantificar el amplitud, o la amplitud, de una señal de vibración. Aunque están estrechamente relacionadas, miden características diferentes de la forma de onda y tienen fines de diagnóstico distintos. Elegir entre ellas —y saber cómo se relaciona cada una con RMS — es una de las primeras habilidades que adquiere un analista de vibraciones, ya que una misma vibración física puede parecer leve o alarmante dependiendo del descriptor que se utilice.
1. Definición: Diferencia entre el valor de pico y el valor pico a pico
Ambos valores se leen del forma de onda temporal —la curva de la amplitud instantánea en función del tiempo—, pero describen su geometría de dos maneras distintas.
Amplitud de pico (Pk)
En peak value es la excursión máxima de la forma de onda desde su posición cero o de equilibrio en una dirección, ya sea positiva o negativa. Representa el instante más intenso del ciclo de vibración. En una forma de onda simétrica, los picos positivo y negativo son iguales; en una asimétrica, difieren, y los instrumentos pueden indicar el mayor de los dos como el verdadero pico.
Amplitud de pico a pico (Pk-Pk)
El valor pico a pico es la distancia total entre el pico máximo positivo y el pico máximo negativo: el rango completo de movimiento, o excursión total, del componente vibratorio durante un ciclo. En el caso de una onda sinusoidal limpia y simétrica, la relación es sencilla:
Pico a pico = 2 × Pico
En el caso de las formas de onda complejas y asimétricas que generan las máquinas reales, es posible que esta regla del doble no se cumpla: la onda rara vez se centra perfectamente en la línea de cero, por lo que duplicar el pico puede sobreestimar o subestimar el recorrido total real. Cuando el desplazamiento es importante, es mejor medir directamente el valor Pk-Pk en lugar de deducirlo.
2. Cuándo utilizar la medición del pico (Pk)
La amplitud máxima resulta especialmente útil para detectar eventos o impactos de corta duración y alta energía. Refleja la tensión o fuerza máxima aplicada a un componente, lo que la hace muy valiosa para:
- Detección de impactos: un diente de engranaje agrietado, un diente astillado cojinete, o una pieza suelta genera impulsos bruscos que provocan picos elevados en la curva de tiempo mucho antes de que aumente el nivel medio.
- Evaluación de la tensión: Dado que el daño por fatiga se mide en función de la deflexión máxima, el valor de pico suele ser un indicador más fiable de un fallo inminente que un promedio energético como el RMS.
- Configuración de alarmas de seguridad: En algunas máquinas, se activan alarmas cuando se alcanzan valores máximos para proteger el sistema frente a fenómenos transitorios repentinos y perjudiciales.
Los valores máximos suelen obtenerse de aceleración señales, en las que las fuerzas impulsivas del interior de la máquina —el signo distintivo de defectos incipientes en engranajes— engranaje y los daños en los cojinetes — son los que más llaman la atención. Una característica relacionada del instrumento, pico sostenido, registra y conserva el valor más alto registrado durante una medición, de modo que no se pase por alto ningún impacto fugaz.
3. Cuándo utilizar la medición de pico a pico (Pk-Pk)
La amplitud pico a pico es la medida más adecuada cuando lo que importa es la recorrido físico total de un componente, que casi siempre se expresa como desplazamiento:
- Análisis de holgura: El desplazamiento Pk-Pk permite determinar si un eje giratorio se desplaza lo suficiente como para entrar en contacto con piezas fijas, como las cajas de cojinetes o las juntas, lo que proporciona una medida directa del espacio físico que recorre la pieza vibrante.
- Monitorización de las vibraciones del eje: en turbomaquinaria crítica supervisada por sondas de proximidad, los límites y las alarmas se especifican casi siempre en términos de desplazamiento pico a pico —en milésimas de pulgada o micrómetros— según normas como ISO 7919.
- Máquinas de baja velocidad: En el caso de los rotores que giran muy lentamente, el movimiento total de las piezas, más que su energía, suele ser el indicador de estado más significativo.
A calculadora de desplazamiento por vibración convierte una velocidad medida a una frecuencia conocida en el valor equivalente de pico a pico en micrómetros, lo cual resulta útil a la hora de comparar una lectura de velocidad con un límite del eje basado en el desplazamiento.
4. Comparación con el RMS
Es fundamental comparar Pk y Pk-Pk con el RMS (raíz cuadrada media) valor que mide el contenido energético total de la vibración:
- RMS es la mejor opción para realizar un seguimiento del estado general de la máquina y constituye la base de las normas internacionales severidad de vibración normas como ISO 20816 (la norma que sustituye actualmente a la ISO 10816), que establece los límites de las zonas en mm/s en términos de velocidad eficaz.
- Pico es la mejor opción para detectar eventos repentinos y evaluar el esfuerzo máximo.
- De pico a pico es la mejor opción para evaluar el movimiento total y las holguras de funcionamiento.
En el caso de una onda sinusoidal pura, estos tres valores están relacionados mediante factores fijos (Pk ≈ 1,414 × RMS, Pk-Pk = 2 × Pk), y un convertidor de unidades de vibración las aplica al instante; pero las señales reales rompen esas proporciones, y ahí es precisamente donde reside el valor diagnóstico.
5. El factor de cresta: donde se unen los tres
Un análisis exhaustivo examina los tres parámetros en su conjunto, y su interacción queda reflejada en el Factor de cresta — la relación entre el valor de cresta y el valor eficaz. Un factor de cresta elevado indica la presencia de impactos bruscos incluso cuando la energía total (valor eficaz) sigue siendo baja, lo que constituye un indicador temprano clásico de fallos en los rodamientos o los engranajes. Observar cómo aumenta el factor de cresta mientras el valor eficaz se mantiene estable suele ofrecer la advertencia más temprana posible de un defecto en desarrollo, mucho antes de que cualquier parámetro por sí solo active una alarma. En el terreno, un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A registra directamente la forma de onda temporal y muestra en paralelo los valores de pico, pico a pico y RMS, de modo que un ingeniero puede consultar estos tres parámetros —así como el factor de cresta entre ellos— directamente en la máquina, sin necesidad de ningún procesamiento posterior.
