RMS (raíz cuadrada media): el estándar para la severidad de la vibración

Definición: ¿Qué es RMS?

RMS, o Raíz cuadrada mediaEs un método estadístico para medir la magnitud de una señal variable, como un voltaje de CA o una vibración mecánica. Es la medida más utilizada e importante para evaluar el estado general de una máquina rotatoria. El valor eficaz (RMS) de una señal de vibración mide su contenido energético total y está directamente relacionado con su capacidad destructiva.

Matemáticamente, se calcula tomando la raíz cuadrada de la media (o promedio) de los valores al cuadrado de la señal durante un período de tiempo. Este proceso proporciona un resultado equivalente al valor de CC que produciría la misma cantidad de calor o energía.

¿Por qué RMS es la medida preferida para la salud de la máquina?

Si bien los valores de pico y de pico a pico son útiles para diagnósticos específicos, RMS es el parámetro superior para analizar la tendencia del estado general de la máquina por varias razones clave:

• Se relaciona directamente con la energía: El poder destructivo de la vibración a lo largo del tiempo está relacionado con su contenido energético, no solo con sus picos máximos. El RMS es la única medida que refleja con precisión esta energía total. Por ello, se correlaciona bien con la fatiga y el desgaste de los componentes.
• Considera la forma de onda completa: A diferencia de una medición de pico, que solo detecta un punto, el valor RMS considera todo el historial de la señal durante su período de medición. Esto la convierte en una medición mucho más estable, repetible y robusta.
• Menos sensible a los impactos aleatorios: Un solo impacto o choque no repetitivo puede provocar un aumento brusco en el valor pico, lo que podría generar una falsa alarma. El valor RMS, al ser un promedio, se ve mucho menos afectado por estos eventos aleatorios y es un mejor indicador del funcionamiento continuo de la máquina.
• La base de las normas internacionales: Estándares globales para la severidad de la vibración de la maquinaria, como el ISO 20816 y la serie 10816, especifican sus límites de alarma y apagado en términos de Velocidad RMS (mm/s)El uso de RMS permite una comparación directa del estado de una máquina con respecto a estos puntos de referencia industriales ampliamente aceptados.

La relación entre RMS y pico

Para una onda sinusoidal perfecta y limpia, existe una relación matemática simple entre RMS y la amplitud máxima:

RMS = Pico / √2 ≈ 0,707 × Pico

Sin embargo, esta relación solo es válida para una onda sinusoidal pura. La vibración de la maquinaria en el mundo real es compleja y contiene muchas frecuencias y, a veces, ráfagas impulsivas. Para estas señales complejas, el factor de conversión simple no aplica. La relación entre el valor pico y el valor RMS se conoce como Factor de crestaUn factor de cresta alto (mayor que 3) es un indicador de que la señal contiene impactos, lo que constituye una pista de diagnóstico valiosa en sí misma.

¿RMS de qué? ¿Velocidad, aceleración o desplazamiento?

El RMS se puede aplicar a cualquier parámetro de medición. Sin embargo, para la monitorización general del estado de las máquinas en el rango de frecuencia más común (aprox. 10 Hz a 1000 Hz), Velocidad RMS es el estándar de la industria. Esto se debe a que:

• Un nivel dado de velocidad RMS corresponde a un nivel constante de severidad de vibración en una amplia gama de velocidades y tipos de máquinas.
• Proporciona la respuesta "más plana", lo que significa que es igualmente sensible a problemas como el desequilibrio en frecuencias bajas y problemas de cojinetes en frecuencias más altas.

Si bien la velocidad RMS es el estándar para las alarmas generales, los analistas también considerarán la aceleración RMS para problemas de alta frecuencia y el desplazamiento RMS para problemas de muy baja frecuencia.

Cómo utilizar RMS en un programa de mantenimiento predictivo

1. Establecer una línea base: Mida la velocidad RMS en una máquina nueva o en buen estado para establecer una línea de base.
2. Tendencia de los datos: Tome lecturas regulares (por ejemplo, mensualmente) y grafique los valores RMS a lo largo del tiempo.
3. Establecer alarmas: Establezca los niveles de alarma de “Alerta” y “Peligro” según los estándares ISO o un cambio estadístico desde la línea base (por ejemplo, Alerta al doble de la línea base, Peligro al 5 de la línea base).
4. Analizar cambios: Cuando se activa una alarma RMS, señala la necesidad de un análisis más detallado (utilizando FFT, fase, etc.) para diagnosticar la causa raíz específica del problema.

Al monitorear constantemente la vibración RMS, un programa de mantenimiento puede monitorear eficazmente el estado de la máquina y pasar de una estrategia de mantenimiento reactivo a una predictiva.

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