{"id":20617,"date":"2025-10-31T00:25:51","date_gmt":"2025-10-31T00:25:51","guid":{"rendered":"https:\/\/vibromera.eu\/glossary\/aerodynamic-forces\/"},"modified":"2026-05-23T22:38:11","modified_gmt":"2026-05-23T22:38:11","slug":"aerodynamic-forces","status":"publish","type":"glossary","link":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/aerodynamic-forces\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 son las fuerzas aerodin\u00e1micas? Cargas de ventiladores y turbinas."},"content":{"rendered":"<h1>Comprensi\u00f3n de las fuerzas aerodin\u00e1micas<\/h1>\n\t\t<section class=\"woocommerce hestia-shop products is-shortcode\" id=\"products\" data-sorder=\"hestia_shop\" >\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"hestia-shop-content\">\n\t\t\t<div class=\"row\" data-aos=\"fade-up\" >\t\t\t\t\t<div class=\"col-ms-6 col-sm-6 col-md-3 shop-item\">\n\t\t\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/product\/balanset-1\/\" class=\"woocommerce-LoopProduct-link woocommerce-loop-product__link\">\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"card-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/product\/balanset-1\/\" title=\"Equilibrador port\u00e1til y analizador de vibraciones Balanset-1A\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"230\" height=\"153\" src=\"https:\/\/vibromera.eu\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/77-e1693745667801-230x153.webp\" 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Se deben a las diferencias de presi\u00f3n a lo largo de las superficies de las palas, a los cambios de impulso del gas en movimiento y a la interacci\u00f3n continua entre el fluido y la estructura sobre la que fluye. Estas fuerzas abarcan tanto componentes estacionarios \u2014empuje y cargas radiales\u2014 como no estacionarios, tales como las pulsaciones en <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/blade-passing-frequency\/\">frecuencia de paso de \u00e1labe<\/a> y las sacudidas aleatorias de las turbulencias. Juntas producen <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/vibration\/\">vibraci\u00f3n<\/a>, sobrecargan los cojinetes y las carcasas y, en algunos casos, provocan inestabilidades autoexcitadas que pueden destruir una m\u00e1quina.<\/p>\n<p>Las fuerzas aerodin\u00e1micas son el equivalente en fase gaseosa de la <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/hydraulic-forces\/\">fuerzas hidr\u00e1ulicas<\/a> que se da en las bombas, pero con tres diferencias importantes: el gas es compresible, su densidad var\u00eda considerablemente con la presi\u00f3n y la temperatura, y se acopla ac\u00fasticamente con la m\u00e1quina y su red de conductos. Ese acoplamiento ac\u00fastico puede generar resonancias e inestabilidades que simplemente no existen en un sistema de l\u00edquido incompresible, raz\u00f3n por la cual los problemas de los ventiladores y los compresores suelen presentar caracter\u00edsticas muy diferentes a las de los problemas de las bombas.<\/p>\n<h2>1. Tipos de fuerzas aerodin\u00e1micas<\/h2>\n<h3>1. Fuerzas de empuje<\/h3>\n<p>Se trata de fuerzas axiales producidas por la presi\u00f3n que act\u00faa sobre las superficies de las palas:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Ventiladores centr\u00edfugos:<\/strong> La diferencia de presi\u00f3n genera un empuje dirigido hacia la entrada.<\/li>\n<li><strong>Ventiladores axiales:<\/strong> La reacci\u00f3n al acelerar el aire produce una fuerza axial.<\/li>\n<li><strong>Turbinas:<\/strong> La expansi\u00f3n del gas a lo largo de las palas genera un gran empuje.<\/li>\n<li><strong>Magnitud:<\/strong> aproximadamente proporcional al aumento de la presi\u00f3n y al caudal.<\/li>\n<li><strong>Efecto:<\/strong> it loads the <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/thrust-bearing\/\">cojinete de empuje<\/a> and produces <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/axial-vibration\/\">vibraci\u00f3n axial<\/a>.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>2. Fuerzas radiales<\/h3>\n<p>Se trata de fuerzas laterales generadas por una distribuci\u00f3n no uniforme de la presi\u00f3n alrededor del rotor. Adoptan dos formas distintas.<\/p>\n<p><strong>Fuerza radial constante:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Provocada por una presi\u00f3n asim\u00e9trica en la carcasa o en los conductos.<\/li>\n<li>Var\u00eda en funci\u00f3n del punto de funcionamiento, es decir, del caudal.<\/li>\n<li>Alcanza un m\u00ednimo en el punto de dise\u00f1o.<\/li>\n<li>Crea una carga en el cojinete y un componente de vibraci\u00f3n de 1\u00d7.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Fuerza radial rotatoria:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Se produce cuando el impulsor o el rotor soportan una carga aerodin\u00e1mica asim\u00e9trica.<\/li>\n<li>La fuerza gira junto con el rotor.<\/li>\n<li>Crea una vibraci\u00f3n de 1\u00d7 que se parece mucho a <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/unbalance\/\">desequilibrio<\/a>.<\/li>\n<li>Esto puede sumarse vectorialmente al desequilibrio mec\u00e1nico real, raz\u00f3n por la cual un ventilador puede parecer que \u00abpierde el equilibrio\u00bb simplemente porque ha cambiado su punto de funcionamiento.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>3. Pulsaciones de paso de \u00e1labe<\/h3>\n<p>Se trata de pulsos de presi\u00f3n peri\u00f3dicos que se producen al ritmo al que las palas pasan por un punto fijo:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Frecuencia:<\/strong> n\u00famero de aspas \u00d7 RPM \/ 60 \u2014 un valor que nuestro <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/calculators\/blade-pass-frequency\/\">Calculadora de frecuencia de paso de \u00e1labes<\/a> devuelve directamente.<\/li>\n<li><strong>Causa:<\/strong> Cada pala altera el campo de flujo y emite un pulso de presi\u00f3n.<\/li>\n<li><strong>Interacci\u00f3n:<\/strong> se produce entre las palas giratorias y los puntales fijos, los \u00e1labes o la leng\u00fceta de la carcasa.<\/li>\n<li><strong>Amplitud:<\/strong> depende de la distancia entre el \u00e1labe y el estator y de las condiciones de flujo.<\/li>\n<li><strong>Efecto:<\/strong> Es la principal fuente de ruido tonal y vibraciones en ventiladores y compresores.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>4. Fuerzas provocadas por la turbulencia<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Random forces:<\/strong> generadas por remolinos turbulentos y la separaci\u00f3n del flujo.<\/li>\n<li><strong>Espectro de banda ancha:<\/strong> la energ\u00eda se distribuye a lo largo de un amplio rango de frecuencias, en lugar de concentrarse en tonos concretos.<\/li>\n<li><strong>Dependiente del caudal:<\/strong> they grow with <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/calculators\/reynolds-number-calculator\/\">N\u00famero de Reynolds<\/a> y en condiciones de funcionamiento fuera del rango nominal.<\/li>\n<li><strong>Preocupaci\u00f3n por la fatiga:<\/strong> Esta carga aleatoria contribuye a la fatiga de los componentes con el paso del tiempo.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>5. Fuerzas de flujo inestable<\/h3>\n<p><strong>Estancamiento rotatorio:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Una zona de separaci\u00f3n del flujo localizada que gira alrededor del anillo.<\/li>\n<li>Appears at a <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/sub-synchronous\/\">subsincr\u00f3nico<\/a> frecuencia, aproximadamente entre 0,2 y 0,8 veces la velocidad del rotor.<\/li>\n<li>Genera fuerzas inestables muy intensas.<\/li>\n<li>Es habitual en los compresores con bajo caudal.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong><a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/surging\/\">Bombeo (surge)<\/a>:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Una oscilaci\u00f3n del flujo en todo el sistema, con el flujo invirti\u00e9ndose hacia delante y hacia atr\u00e1s.<\/li>\n<li>Una frecuencia muy baja, aproximadamente de 0,5 a 10 Hz.<\/li>\n<li>Amplitudes de fuerza extremadamente elevadas.<\/li>\n<li>Si se deja que esto contin\u00fae, puede destruir el compresor.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>2. Vibraciones de origen aerodin\u00e1mico<\/h2>\n<h3>Frecuencia de paso de \u00e1labe (BPF)<\/h3>\n<ul>\n<li>El componente dominante de la vibraci\u00f3n aerodin\u00e1mica.<\/li>\n<li>Su amplitud var\u00eda en funci\u00f3n del punto de funcionamiento.<\/li>\n<li>Es mayor en condiciones fuera del rango de dise\u00f1o.<\/li>\n<li>Puede excitar una resonancia estructural o <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/blade-resonance\/\">resonancia de \u00e1labes<\/a>.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Pulsaciones de baja frecuencia<\/h3>\n<ul>\n<li>Procedente de <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/recirculation\/\">recirculaci\u00f3n<\/a>, entrada en p\u00e9rdida o pompaje.<\/li>\n<li>A menudo son de gran intensidad; pueden superar la vibraci\u00f3n de 1\u00d7.<\/li>\n<li>Indican un funcionamiento alejado del punto de dise\u00f1o.<\/li>\n<li>Exigen un cambio en las condiciones de funcionamiento, no una reparaci\u00f3n mec\u00e1nica.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Vibraci\u00f3n de banda ancha<\/h3>\n<ul>\n<li>Produced by <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/turbulence\/\">turbulencia<\/a> y ruido de flujo.<\/li>\n<li>Aumenta en las zonas de alta velocidad.<\/li>\n<li>Aumenta con el caudal y la intensidad de la turbulencia.<\/li>\n<li>Aunque no es tan preocupante como los componentes tonales, s\u00ed es un indicador \u00fatil de la calidad del flujo.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>3. Acoplamiento con efectos mec\u00e1nicos<\/h2>\n<h3>Interacci\u00f3n aerodin\u00e1mico-mec\u00e1nica<\/h3>\n<ul>\n<li>Las fuerzas aerodin\u00e1micas desv\u00edan el rotor.<\/li>\n<li>Esa desviaci\u00f3n modifica las holguras de funcionamiento, lo que a su vez altera las fuerzas aerodin\u00e1micas.<\/li>\n<li>Esta retroalimentaci\u00f3n puede provocar una inestabilidad acoplada.<\/li>\n<li>Un ejemplo cl\u00e1sico son las fuerzas aerodin\u00e1micas en los sellos, que contribuyen a <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/rotor-instability\/\">inestabilidad del rotor<\/a> \u2014 estrechamente relacionado con el <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/steam-whirl\/\">remolino de vapor<\/a> como ocurre en las turbinas.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Amortiguaci\u00f3n aerodin\u00e1mica<\/h3>\n<ul>\n<li>La resistencia del aire suele amortiguar las vibraciones estructurales.<\/li>\n<li>Ese efecto suele ser positivo, es decir, estabilizador.<\/li>\n<li>Sin embargo, en determinadas condiciones de flujo, puede volverse negativo y desestabilizador.<\/li>\n<li>Es un aspecto importante a tener en cuenta en el <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/rotor-dynamics\/\">din\u00e1mica del rotor<\/a> de turbom\u00e1quinas.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>4. Consideraciones de dise\u00f1o<\/h2>\n<h3>Reducir al m\u00ednimo las fuerzas<\/h3>\n<ul>\n<li>Optimice los \u00e1ngulos y la separaci\u00f3n de las palas.<\/li>\n<li>Utilice difusores o espacios sin paletas para reducir las pulsaciones.<\/li>\n<li>Dise\u00f1e para un amplio rango de funcionamiento estable.<\/li>\n<li>Elija un n\u00famero de palas que evite las resonancias ac\u00fasticas.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Dise\u00f1o estructural<\/h3>\n<ul>\n<li>Dimensione los rodamientos teniendo en cuenta las cargas aerodin\u00e1micas, adem\u00e1s de las cargas mec\u00e1nicas.<\/li>\n<li>El eje debe ser lo suficientemente r\u00edgido como para limitar la deformaci\u00f3n bajo la acci\u00f3n de las fuerzas aerodin\u00e1micas.<\/li>\n<li>Separe la pala <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/natural-frequency\/\">frecuencias naturales<\/a> procedentes de las fuentes de excitaci\u00f3n.<\/li>\n<li>Dise\u00f1e la carcasa y la estructura para soportar las cargas de pulsaci\u00f3n de presi\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>5. Estrategias operativas y mediciones sobre el terreno<\/h2>\n<h3>Punto de funcionamiento \u00f3ptimo<\/h3>\n<ul>\n<li>Opere cerca del punto de dise\u00f1o para minimizar las fuerzas aerodin\u00e1micas.<\/li>\n<li>Evite un caudal muy bajo, ya que favorece la recirculaci\u00f3n y la entrada en p\u00e9rdida.<\/li>\n<li>Evite un caudal muy elevado, ya que aumenta la velocidad y la turbulencia.<\/li>\n<li>Utilice la velocidad variable para mantener el punto \u00f3ptimo a medida que cambia la demanda \u2014 el <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/calculators\/affinity-laws-calculator\/\">leyes de afinidad<\/a> describir c\u00f3mo var\u00edan el caudal, la altura manom\u00e9trica y la potencia en funci\u00f3n de la velocidad.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>C\u00f3mo evitar las inestabilidades<\/h3>\n<ul>\n<li>Mant\u00e9ngase a la derecha de la l\u00ednea de bombeo en los compresores.<\/li>\n<li>Implemente un sistema de control anti-bombeo.<\/li>\n<li>Est\u00e9 atento a los primeros indicios de p\u00e9rdida de velocidad.<\/li>\n<li>Asegure la protecci\u00f3n contra el caudal m\u00ednimo tanto para los ventiladores como para los compresores.<\/li>\n<\/ul>\n<p>En la pr\u00e1ctica, la dificultad radica en distinguir un problema aerodin\u00e1mico de uno mec\u00e1nico, ya que ambos pueden provocar picos de 1\u00d7 o BPF. Un analizador port\u00e1til de dos canales como el <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/producto\/balanset-1\/\">Balanset-1A<\/a> ayuda a trazar esa l\u00ednea: al capturar el espectro y el 1\u00d7 <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/phase\/\">amplitud y fase<\/a> En varios puntos de funcionamiento, un ingeniero puede observar si un pico sigue la velocidad de marcha y se mantiene fijo con la carga \u2014lo que indicar\u00eda un desequilibrio mec\u00e1nico\u2014 o si aumenta y se desplaza a medida que cambia el caudal, lo que apuntar\u00eda a una causa aerodin\u00e1mica. Cuando se comprueba que el componente 1\u00d7 corresponde a un verdadero desequilibrio mec\u00e1nico, el mismo instrumento <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/equilibrado-del-campo\/\">equilibra el ventilador o el impulsor en su sitio<\/a>, de modo que la contribuci\u00f3n aerodin\u00e1mica pueda analizarse por separado.<\/p>\n<p>Las fuerzas aerodin\u00e1micas son, en definitiva, fundamentales para el funcionamiento y la fiabilidad de cualquier m\u00e1quina destinada al movimiento de aire y al manejo de gases. Comprender c\u00f3mo var\u00edan estas fuerzas en funci\u00f3n de las condiciones de funcionamiento, reconocer sus caracter\u00edsticas vibratorias distintivas y dise\u00f1ar y operar los equipos de manera que se minimicen los componentes no estacionarios \u2014fundamentalmente manteniendo la operaci\u00f3n cerca del punto de dise\u00f1o\u2014 es lo que garantiza un funcionamiento fiable y eficiente de ventiladores, sopladores, compresores y turbinas en todos los sectores industriales. Reconocer los aspectos relacionados con <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/fan-defects\/\">defectos del ventilador<\/a> y <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/impeller-defects\/\">defectos del impulsor<\/a> el hecho de que la carga aerodin\u00e1mica pueda acelerar el proceso completa el cuadro diagn\u00f3stico.<\/p>\n<hr>\n<p><a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/es\/glossary\/\">\u2190 Volver al \u00edndice principal<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Aprenda sobre las fuerzas aerodin\u00e1micas en ventiladores y turbinas, las cargas inducidas por la presi\u00f3n del aire que crean vibraciones a la frecuencia de paso de las palas, las fuerzas de empuje y las inestabilidades inducidas por el flujo.<\/p>","protected":false},"featured_media":0,"template":"","meta":{"ai_generated_summary":"","footnotes":""},"categories":[109,110],"tags":[],"class_list":["post-20617","glossary","type-glossary","status-publish","hentry","category-glossary","category-vibration-diagnostics"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/wp-json\/wp\/v2\/glossary\/20617","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/wp-json\/wp\/v2\/glossary"}],"about":[{"href":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/glossary"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/wp-json\/wp\/v2\/glossary\/20617\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":101299,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/wp-json\/wp\/v2\/glossary\/20617\/revisions\/101299"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20617"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20617"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vibromera.eu\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20617"}],"curies":[{"name":"gracias","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}