Comprender la velocidad de rotación (1X)
Velocidad de carrera es la frecuencia fundamental en análisis de vibraciones que corresponde a la velocidad de rotación del eje de una máquina: la frecuencia a la que el eje realiza una revolución completa. En la terminología de las vibraciones, casi siempre se escribe como 1X. Es el punto de referencia de casi todos los diagnósticos: una vez que sabes dónde se sitúa 1X en el espectro, la mayoría de las demás frecuencias de interés pueden interpretarse como múltiplos (armonía) o fracciones (subarmónicos) del mismo.
1. Definición: ¿Qué es la velocidad de rotación?
Si un ventilador funciona a 1800 revoluciones por minuto (RPM), su frecuencia de velocidad de funcionamiento 1X es de 1800 CPM (ciclos por minuto), lo que equivale a 30 Hz (1800 ÷ 60). La conversión es simplemente Hz = RPM ÷ 60, y conviene tener ambas unidades en mente, ya que los espectros a veces se expresan en CPM y otras en Hz.
La frecuencia 1X sirve como punto de referencia principal en casi todos los trabajos de diagnóstico. Una medición rara vez tiene sentido por sí sola; adquiere significado una vez que se expresa en relación con la velocidad del eje. Por eso, lo primero que hace un analista con cualquier nuevo espectro es localizar la frecuencia 1X.
2. ¿Por qué es tan importante 1X?
La frecuencia 1X es importante porque muchas de las averías más comunes y graves de las máquinas generan vibraciones precisamente a esta frecuencia. Un nivel elevado en 1X es, por sí solo, un claro indicio de que algo va mal, y el patrón de los valores circundantes suele revelar de qué se trata.
Los fallos comunes que se manifiestan en 1X incluyen:
- Desequilibrar: La causa más habitual de una vibración elevada en 1X. Una distribución desigual de la masa provoca una fuerza centrífuga que gira a la velocidad del eje, generando una vibración sinusoidal pura a 1X. El desequilibrio puro presenta un contenido armónico escaso o nulo.
- Desalineación: Aunque suele estar dominada por un fuerte componente 2X, la desalineación angular y paralela también puede elevar el 1X de forma significativa.
- Eje doblado: Se comporta mecánicamente como una forma de desequilibrio, produciendo un pico 1X elevado (a menudo con un fuerte axial componente que ayuda a distinguirlo).
- Excentricidad: Una polea excéntrica, un engranaje o el núcleo de un rotor generan un pico de 1X, ya que su punto más alto de rotación ejerce presión sobre el sistema una vez por vuelta.
- Resonancia: Si una estructura frecuencia natural se encuentra cerca de la velocidad de funcionamiento, incluso una pequeña perturbación —por ejemplo, un desequilibrio leve— se amplifica enormemente, generando una vibración extremadamente intensa en 1X. Por eso, la relación entre 1X y cualquier elemento cercano velocidad crítica es tan importante.
Dado que en 1X se solapan tantas causas, la amplitud por sí sola no constituye un diagnóstico. El paso decisivo es medir 1X fase además, lo que permite distinguir el desequilibrio de un eje doblado, un «pie blando» o la resonancia.
3. Armónicos y subarmónicos de la velocidad de funcionamiento
Una vez identificado el 1X, el resto del espectro puede interpretarse en relación con él:
- Armónicos (2X, 3X, 4X, ...): Múltiplos enteros de la velocidad de giro. Normalmente indican desalineación (un fuerte 2X), holgura mecánica (una larga serie de armónicos) y otros efectos no lineales. El forma de la familia de armónicos suele ser más reveladora que el 1X por sí solo.
- Subarmónicos (0,5X, 1/3X, …): Fracciones de la velocidad de giro, que suelen asociarse a la inestabilidad de la película de aceite en cojinetes de deslizamiento - clásico remolino de aceite aparece en torno a 0,4–0,48X — o con holgura en la caja del cojinete. Estos se incluyen en la categoría más amplia de vibración subsincrónica.
Describir las frecuencias como múltiplos de una velocidad fundamental es la base de Análisis de pedidos. En las máquinas de velocidad variable, es fundamental realizar el seguimiento de las vibraciones por «órdenes» en lugar de por hercios fijos, ya que cada pico relacionado con la velocidad se desplaza con el eje, mientras que las resonancias estructurales permanecen fijas; y esa diferencia es precisamente lo que permite distinguirlas. El Calculadora de frecuencias armónicas convierte una velocidad en revoluciones por minuto (RPM) a su frecuencia en el rango de 1 a 10 para facilitar la consulta.
4. ¿Cómo se mide la velocidad de funcionamiento?
La velocidad de giro se determina de una de estas dos formas:
- Según el espectro de vibraciones: En la mayoría de los casos, un pico nítido se corresponde con la rotación del eje, y suele ser el primer pico significativo que identifica un analista. Esto funciona bien cuando la máquina funciona a una velocidad constante y conocida.
- Usando un tacómetro: Un tacómetro proporciona una medición directa e inequívoca de la velocidad al generar un pulso por revolución, que se envía al analizador de vibraciones. Esto no solo confirma la frecuencia 1X, sino que también permite aplicar técnicas avanzadas como el análisis de fase y el análisis de orden.
La ruta del tacómetro es lo que hace que 1X sea una herramienta práctica, en lugar de algo meramente observable. Un instrumento portátil de dos canales como el Balanset-1A obtiene su señal de velocidad de un tacómetro óptico que se activa al pasar por una banda de cinta reflectante, vincula los datos de vibración al ángulo del eje y proporciona la amplitud y la fase sincrónicas de 1×. Esa referencia de fase es precisamente lo que convierte un pico de desequilibrio de 1× en un ángulo de punto pesado definido —y, por lo tanto, en un peso de corrección de tamaño y ubicación conocidos durante equilibrado de campo.
