Sistemas de medición de vibraciones - I

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Existe una determina serie de sistemas de medición de vibraciones de maquinaria disponibles en la actualidad los cuales tienen funciones y características definidas que ayudarán a proteger las máquinas así como a determinar cuáles son los componentes que presentan falla.


Todos estos sistemas están compuestos de uno o varios sensores que se encargan de transformar la energía mecánica en una señal eléctrica y conducirlos a un instrumento capaz de adquirir y procesar las señales y a partir de este procesamiento brindar valores, gráficos, comandos, etc.
Resulta útil realizar una primera caracterización de los diferentes tipos de sistemas de medición de vibraciones:

1. Sistemas de medición portátiles

Estos sistemas pueden realizar funciones tan básicas como medir sólo el nivel global de vibración de la máquina hasta realizar mediciones complejas tales como la que la forma de deflexión operacional (ODS) razón por la cual es necesario clasificarlos de acuerdo a sus capacidades.

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a. Nivel 1: Los sistemas portátiles de Nivel 1, comúnmente llamados "vibrómetros", están basados en equipos capaces de medir uno o más parámetros operativos de las máquinas, partiendo del nivel global de vibración, pasando por la medición del estado de rodamientos y otros considerados útiles para conocer de forma rápida si el estado de la máquina es bueno o no. Estos sistemas son empleados para "detectar" la presencia de problemas mecánicos y son la herramienta básica para implementar un programa de mantenimiento predictivo si cuentan con la capacidad de almacenamiento de datos, conexión con un programa de gestión (software) y recolección de datos en ruta.


b. Nivel 2: Son conocidos como Analizadores FFT o Analizadores de Vibración. La función FFT permite identificar cuáles son las frecuencias dominantes en una vibración en un gráfico conocido como espectro FFT y así correlacionar estas frecuencias con los componentes de la máquina y de esta manera "diagnosticar" donde se está presentando una o más fallas en la misma. Al igual que en los instrumentos de Nivel 1, sus capacidades de memoria, recolección de datos y software, potencian su aplicación al momento de implementar un programa de Mantenimiento Predictivo o depurar un análisis de falla.

c. Avanzado: Es común, que al momento de hacer un análisis FFT, se comentan errores de diagnóstico ya que las frecuencias dominantes encontradas pueden pertenecer a distintos elementos de máquinas, por ejemplo, el desbalance de masa se ve en el espectro FFT como un pico dominante a la frecuencia de giro del eje, pero un desalineamiento entre ejes también puede verse como tal, incluso la holgura en cojinete aparece como un pico similar así como algunos tipos de resonancia. Esa es la razón por la que el análisis FFT no siempre tiene la última palabra en cuanto al diagnóstico de falla, sino que es necesario hacer pruebas adicionales para descartar otros tipos de problemas o respaldar el diagnóstico previo logrado mediante el análisis espectral.


2. Sistemas de medición permanente
Estos sistemas se pueden clasificar en dos grupos: sistemas de protección y sistemas de supervisión.

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a. Protección: Los sistemas de medición permanente de protección realizan mediciones de Nivel 1 (vibración global, estado de rodamientos) y se clasifican a su vez de acuerdo a su arquitectura en Sistemas Dedicados y Sistemas Compartidos.


i. Un sistema compartido es un tipo de protección básico contra altas vibraciones el cual consta de un elemento de medición de vibraciones, mecánico o electrónico, cuya única función es mandar una señal hasta otro dispositivo como ser un PLC o una tarjeta de adquisición de datos a fin de que una vez que la máquina alcance un nivel global de peligro, emita una alarma o detenga el funcionamiento. También es común usar en este tipo de protección transmisores de vibración con señal de 4 a 20 mA conducidos hasta la entrada analógica de un PLC o DCS para visualizar un valor de vibración correlacionado.
ii. Tal como su nombre lo indica, un sistema de protección dedicado, está concebido específicamente para controlar las vibraciones de la máquina en tiempo real y permite además hacer las funciones de un sistema compartido ya que permite emitir alarmas, paradas, llevar las señales a sistemas SCADA y comunicarse con sistemas de medición portátiles a fin de colectar señales de Nivel 2 o avanzado, y dependiendo del tipo de apoyos de la máquina, se seleccionará un sistema para medición de vibraciones relativas (para cojinetes de deslizamiento) o para medición de vibraciones absolutas (para rodamientos)


b. Supervisión: Un sistema de supervisión permanente mide vibraciones de Nivel 1 y Nivel 2 en las máquinas y envía los resultados hasta una PC para que estos sean analizados. Este tipo de sistema es capaz de realizar todas las funciones de los sistemas de protección con una excepción referente al tiempo real. Un sistema de supervisión permanente permite automatizar el proceso de recolección de datos por lo que el tiempo invertido en esta labor se aprovecha a favor del tiempo de diagnóstico de fallas de las máquinas. Como las máquinas se clasifican como estándar, aquellas que tienen condiciones de operación constantes, y complejas, aquellas que tienen condiciones de velocidad y carga variable, los sistemas de supervisión permanente estarán orientados a la supervisión de máquinas estándar o complejas.

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