Entendiendo el método del pulso de choque (SPM)
En Método de pulso de choque (SPM) es un sistema especializado y patentado monitorización de condición técnica desarrollada principalmente para evaluar el estado de los rodamientos de elementos rodantes. Se trata de una rama de análisis de vibraciones, pero su metodología se aleja considerablemente de la convencional análisis espectral: en lugar de generar una frecuencia espectro, El SPM mide las ondas de choque de alta frecuencia que emite un rodamiento cada vez que un elemento rodante pasa por encima de un defecto, como una astilla o una grieta. Un rodamiento en buen estado y bien lubricado produce un patrón de impulsos de choque silencioso y de baja intensidad; un rodamiento dañado produce impulsos fuertes y bien definidos que el instrumento detecta con facilidad.
1. Definición: ¿Qué es el método del pulso de choque?
El SPM se basa en un hecho físico sencillo. Cuando dos superficies de acero duro entran en contacto de forma brusca —por ejemplo, cuando un elemento rodante golpea el borde de un hoyo, o en un contacto momentáneamente seco bajo carga—, la colisión genera una onda de presión ultrasónica que se propaga a través del material. Esa onda de presión, el «impulso de choque», llega antes y de forma independiente que la onda mecánica más lenta vibración que le sigue. Al medir directamente el pulso de choque en lugar de la vibración general de la carcasa, el SPM ofrece una visión temprana y clara tanto del estado de lubricación como del estado de la superficie del rodamiento. Dado que el método es sensible al propio impacto, puede detectar un problema incipiente defecto de rodamiento mucho antes de que ese defecto alcance un tamaño suficiente como para dominar el espectro de velocidades.
2. Cómo funciona SPM
El núcleo de la técnica es un dispositivo diseñado específicamente para este fin acelerómetro junto con un procedimiento de medición claramente definido:
- Acelerómetro calibrado: SPM utiliza un sensor ajustado específicamente para resonate a una frecuencia muy alta —normalmente en torno a los 32 kHz—. Esta resonancia mecánica actúa como un amplificador, lo que hace que el sensor sea extremadamente sensible a los impactos de alta frecuencia y baja energía que produce un defecto en el rodamiento, al tiempo que ignora las vibraciones habituales de baja frecuencia de la máquina.
- Detección de impulsos de choque: El instrumento registra las ondas de presión transitorias de cada impacto. Está diseñado para responder a la onda de choque de la propia colisión, y no a la vibración estructural más lenta que el impacto provoca posteriormente.
- Procesamiento de señales: La señal sin procesar se reduce a dos cifras clave:
- Valor de la alfombra (dBc): el nivel de fondo constante de impulsos de choque débiles. Esto refleja el estado general de la lubricación: un valor elevado de «carpet» indica una película de aceite delgada o deficiente y el consiguiente contacto de rodadura continuo y áspero entre metales.
- Valor máximo (dBm): el pulso individual más intenso observado durante la medición. Un valor máximo elevado es un claro indicio de un defecto físico concreto, como una escama o una grieta.
- Normalización de datos: Es fundamental destacar que las lecturas brutas de decibelios se normalizan en función del tamaño del rodamiento (diámetro del eje) y de la velocidad de rotación. Esta corrección permite al sistema sintetizar el resultado en una sencilla valoración codificada por colores —verde, amarillo, rojo— que un técnico puede interpretar de un solo vistazo sin necesidad de conocimientos especializados.
La diferencia entre el valor de la alfombra y los valores máximos es en sí misma un indicador diagnóstico: una alfombra baja con algún valor máximo elevado ocasional sugiere un defecto aislado, mientras que una alfombra que aumenta de forma constante suele indicar que la lubricación está fallando. Esa distinción entre la lubricación y el deterioro es una de las razones por las que el SPM complementa a otros monitorización de condición dominan tan bien esos métodos.
3. Análisis SPM frente al análisis de envolvente
El SPM es conceptualmente similar a análisis de envolvente (demodulación), otro método muy utilizado para detectar fallos en los rodamientos. Ambas técnicas tienen como objetivo aislar los impactos repetitivos y de baja energía que produce un defecto en el rodamiento del ruido de fondo de las vibraciones de la máquina, y ambas se basan en las ondas de tensión de alta frecuencia que genera el defecto. La diferencia radica en cómo lo hacen:
| Aspecto | Método de pulso de choque | Análisis de envolvente |
|---|---|---|
| Sensor | Acelerómetro sintonizado por resonancia (≈32 kHz) que amplifica los impactos de forma mecánica | Estándar acelerómetro |
| Método | Mide la amplitud de la onda de choque (dBc / dBm) | Aplica un efecto digital filtro pasabanda, then an FFT de la sobre |
| Producción | Estado indicado mediante un código de colores (verde / amarillo / rojo) | Espectro de frecuencias que muestra las frecuencias específicas de las fallas |
| Fortaleza | Sencillez, repetibilidad, evaluación de la lubricación | Localización detallada de la avería |
Ambos son muy eficaces. El análisis de envolvente suele ofrecer un diagnóstico más preciso: su espectro de envolvente permite distinguir entre un fallo en la carrera interior y uno en la carrera exterior al comparar los picos con los valores calculados frecuencias de fallo de los rodamientos (BPFO, BPFI y el resto). El SPM, por el contrario, es muy apreciado por su sencillez, su fiabilidad y su capacidad excepcional para detectar problemas de lubricación antes incluso de que se produzca cualquier daño físico.
4. Aplicaciones
SPM se ha ganado un lugar destacado en un gran número de mantenimiento predictivo programas, y destaca especialmente en tres ámbitos:
- Detección precoz de fallos en los rodamientos: Detecta los defectos en una fase muy temprana, lo que da a los planificadores tiempo suficiente para adquirir las piezas y programar su sustitución durante una parada programada.
- Lubricación basada en el estado: Al observar el valor de la alfombra, los técnicos saben cuándo un rodamiento carece de grasa y pueden confirmar posteriormente que el reengrase ha restablecido efectivamente la película de aceite. Esto convierte el engrase ciego, basado en un calendario, en un proceso medido, condition-based task.
- Maquinaria de baja velocidad: Dado que responde a los impactos y no a la energía de la vibración sostenida, el SPM sigue siendo eficaz en rodamientos que funcionan a muy baja velocidad —del tipo que desbarata los análisis de vibraciones convencionales, en los que cada defecto produce solo unos pocos eventos de baja energía por minuto—.
5. El SPM como parte de un conjunto más amplio de herramientas de diagnóstico
El SPM es excelente para responder a una pregunta —«¿está en buen estado este rodamiento?»—, pero no aborda los demás fallos que afectan a la maquinaria rotativa, tales como desequilibrar y desalineación. En la práctica, se utiliza junto con la medición de vibraciones de banda ancha y equilibrado de campo. Un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A mide el 1× amplitud y fase necesario para diagnosticar y corregir el desequilibrio en los propios cojinetes de la máquina, mientras que un impulso de choque o enveloping Esta comprobación confirma que los rodamientos están en condiciones de seguir funcionando. Al combinarlas, estas dos perspectivas ofrecen una visión mucho más completa del estado de la máquina que cualquiera de ellas por separado, y nos recuerdan que siempre hay que verificar el estado de los rodamientos antes de equilibrar un rotor, ya que equilibrar una máquina con rodamientos defectuosos solo pospone lo inevitable.
