MEMORIA

Autor: Antonio Manuel Estvez Cruz

Tutor: Aida Estvez Urra

03/12/2013

ESTUDIO DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO BASADO EN ANLISIS DE VIBRACIONES IMPLANTADO EN INSTALACIONES DE BOMBEO Y GENERACIN.


ndice Pgina 1

INDICE

1. INTRODUCCIN 3 1.1. Estado actual de la empresa 3 1.2. Objetivo del proyecto 7 1.3. Tareas a desarrollar 7 2. INTRODUCCIN A LA INGENIERA DEL MANTENIMIENTO 10 2.1. Definicin de mantenimiento 10 2.2. Historia del mantenimiento 11 2.3. Tipos y modelos de mantenimiento 12 2.4. Mantenimiento Predictivo. Anticipacin al fallo total 15 2.5. Bibliografa 19 3. FALLOS DIAGNOSTICADOS EN GRUPOS DE BOMBEO MEDIANTE ANLISIS DE VIBRACIONES 20 3.1. Vibraciones 20 3.1.1. Por qu medir vibraciones? 20 3.1.2. Conceptos bsicos de vibracin 22 3.1.3. La transformada de Fourier 24 3.1.4. El anlisis espectral 25 3.2. Deteccin y diagnstico de fallos mediante anlisis de vibraciones 27 3.2.1. Fallos de origen mecnico 28 3.2.1.1. Desequilibrio 28 3.2.1.2. Desalineacin 30 3.2.1.3. Holguras 32 3.2.1.4. Eje doblado 33 3.2.1.5. Roces en el rotor 34 3.2.1.6. Grietas en el eje 35 3.2.1.7. Lubricacin 36 3.2.2. Fallos de origen hidrulico 36 3.2.2.1. Vibracin relacionada con la impulsin 36 3.2.2.2. Cavitacin 37 3.2.3. Fallos de origen elctrico 38 3.2.3.1 Defectos en el rotor 39 3.2.3.2. Rotor excntrico 40 3.2.3.3. Defectos en el estator 41 3.2.3.4. Problemas de fase 42 3.2.4. Deteccin y diagnstico de dao en rodamientos 42 3.2.4.1. Frecuencias de dao 43 3.2.4.2. Fases de deterioro. Evaluacin mediante anlisis espectral 44 3.2.5. Fallos de origen estructural 47 3.3. Normativa 51 3.3.1. Generalidades 51 3.3.2. Alcance 52


ndice Pgina 2

3.3.3. Criterios de evaluacin 53 3.3.3.1. Evaluacin de mquinas por medicin en partes no rotatorias 53 3.3.4. Evaluacin de mquinas por medicin en partes no rotatorias ISO 10816 54 3.3.5. Criterio de evaluacin I: Evaluacin de la magnitud de vibracin 56 3.3.6. Criterio de evaluacin II: Evaluacin del cambio en la magnitud de vibracin 57 3.4. Bibliografa 58 4. OTRAS TCNICAS PREDICTIVAS 59 4.1. Termografa 59 4.1.1. Principios generales de la termografa 59 4.1.2. Equipos de medida 60 4.1.3. Aplicacin de la termografa en mquinas rotativas 61 4.2. Ensayos no destructivos 62 4.2.1. Inspeccin visual 63 4.2.2. Deteccin de grietas 63 4.2.3. Ultrasonidos 64 4.3. Anlisis de lubricantes y tribologa 65 4.4. Bibliografa 69 5. IMPLANTACIN DE PREDICTIVO EN GRUPOS DE BOMBEO DE AGUA POTABLE 71 5.1. Visin global 71 5.2. SAP.PM 74 5.2.1. Puntos de medidas y umbrales de alarma 75 5.2.2. Listas de puntos de medidas. Gama DMZZ-04 78 5.2.3. rdenes de trabajo 79 5.2.4. Generacin de avisos. Orden de trabajo a partir de aviso generado 81 5.2.5. Programacin del plan de mantenimiento 82 5.3. EMONITOR ODYSSEY 82 5.3.1. Anlisis de la base de datos 83 5.3.1.1. Panel de jerarqua y ubicacin 84 5.3.1.2. Panel de medida 87 5.3.1.3. Panel de datos histricos 93 5.3.1.4. Panel de alarma 94 5.3.2. Proceso de carga y descarga 97 5.3.3. Anlisis e interpretacin de los datos obtenidos 98 5.4. Etapa de medicin y anlisis 105 5.4.1. Analizador de vibraciones en el colector de datos 105 5.4.2. Etapas de anlisis 106 6. CASOS PRCTICOS DE ANLISIS DE VIBRACIONES 108 6.1. Caso prctico I: Desequilibrio 108 6.2. Caso prctico II: Desalineacin 112 7. CONCLUSIONES 118 ANEXO: ORDEN DE TRABAJO DE LA GAMA DMZZ 04, MEDIDAS DE VIBRACIONES 122


Introduccin Pgina 3

1. INTRODUCCIN.

1.1. ESTADO ACTUAL DE LA EMPRESA.

La empresa de abastecimiento y saneamiento de aguas sobre la que se realiza este proyecto comienza

su actividad el 23 de octubre de 1974, y desde entonces hasta la actualidad viene desarrollando una

actividad empresarial en todas las reas relativas al ciclo integral del agua, prestando un servicio de

calidad al ciudadano con la mxima eficiencia de todos sus empleados y actuando con criterios en la

gestin que permitan el desarrollo sostenible. Abastece a ms de un milln de habitantes, lo que supone

ms de un 50% de la poblacin de la provincia. Para ello, dispone de:

- 4 embalses.

- 3 centrales hidroelctricas.

- 3 estaciones de tratamiento de agua potable (E.T.A.P).

- 35 estaciones de bombeo de agua potable.

- 28 depsitos.

- Ms de 3.600 Km de red de abastecimiento.

- 6 estaciones depuradoras de aguas residuales (E.D.A.R).

- 1 planta de compostaje.

- 24 estaciones de bombeo de agua residual.

- 37 estaciones de bombeo de agua pluvial.

- 3 tanques de tormenta.

- Ms de 2.900 Km de red de saneamiento.

En la figura 1.1 se puede un esquema del ciclo integral del agua en esta empresa de abastecimiento y

saneamiento de aguas. Como se observa, el ciclo total consta de 4 etapas:

1. Etapa de aduccin.

En esta primera etapa se gestiona el agua de los embalses mediante lo que se denomina bombeos de

agua bruta, as mismo, se tienen tomas de emergencia en los cauces fluviales y pozos, y su utilizacin

depende del nivel a los que se encuentran los embalses y del nivel del propio cauce fluvial. El agua bruta

que se obtiene tanto de embalses como del ro (incluyendo afluentes y arroyos) es bombeada hacia los

centros E.T.A.P. donde es tratada y lista para abastecer a la provincia.


Introduccin Pgina 4

2. Etapa de abastecimiento.

Como su nombre indica, esta etapa se corresponde con la red de abastecimiento, que con ms de 3.600

Km abastece a 11 municipios de la provincia, lo que se traduce en ms de un milln de personas, lo cual

se consigue mediante estaciones de bombeo de agua potable.

3. Etapa de saneamiento.

Una red de alcantarillado de ms de 2.900 Km de longitud permite recoger las aguas residuales de la

ciudad conducindolas mediante bombeos hacia las estaciones depuradoras de aguas residuales

(E.D.A.R). As mismo, el agua procedente de la lluvia es conducida hacia dichas estaciones mediante el

bombeo desde las estaciones de agua pluvial.

4. Cierre del ciclo.

Las aguas residuales previamente tratadas, depuradas y descontaminadas en las estaciones depuradoras

son devueltas al cauce fluvial, preservando as el medio ambiente.

Figura 1.1. Ciclo integral del agua.


Introduccin Pgina 5

El departamento de mantenimiento de instalaciones se encarga del mantenimiento

electromecnico de todas las instalaciones enumeradas anteriormente. Este departamento a su vez se

divide en varias secciones:

a) Mantenimiento correctivo.

b) Instrumentacin

c) Mantenimiento E.T.A.P.

d) Mantenimiento preventivo y seguridad industrial.

Esta ltima, creada en el ao 1999 es la encargada de realizar el mantenimiento preventivo y

predictivo de las instalaciones electromecnicas que se encuentran bajo su mbito de actuacin, entre

ellas, las estaciones de bombeo de agua potable. Es en estas estaciones donde se analizar la

implantacin del mantenimiento predictivo mediante anlisis de vibraciones, objetivo de este estudio.

As mismo, tambin es labor de la seccin velar por el cumplimiento de los reglamentos en materia de

seguridad industrial que aplican a las instalaciones.

En la figura 1.2 se observa los principales hitos asociados al mantenimiento de dicha empresa,

tales como, la implantacin del primer GMAO (gestin de mantenimiento asistido por ordenador) en la

empresa (SIGMA), la adquisicin de los primeros equipos para realizar mantenimiento predictivo, la

incorporacin de seguridad industrial al departamento de mantenimiento, las certificaciones de calidad,

la incorporacin de un nuevo GMAO integrado en el sistema corporativo, la jerarquizacin de

instalaciones, la incorporacin de terminales porttiles de campo para los operarios, etc.

Figura 1.2. Hitos histricos del departamento de mantenimiento.

Histricamente la poltica de mantenimiento preventivo del departamento se ha caracterizado

por:

- Atender el mantenimiento preventivo mediante gamas de mantenimiento basadas en

frecuencias.


Introduccin Pgina 6

- Elaboracin de gamas segn criterios de asistencias tcnicas, sin realimentacin con la realidad

de las instalaciones de la empresa.

- Poco anlisis y medidas de la eficacia del preventivo.

- GMAO utilizado nicamente como gestor de trabajos preventivos.

Esta poltica de mantenimiento destacaba porque consegua una tasa de fallos generalmente

baja, que se mantena a costa de un sobre mantenimiento, o lo que es lo mismo, un coste

excesivamente alto.

A partir del ao 2006 entran en juego nuevos recursos en la organizacin que permiten dar un

salto cualitativo en el modelo de gestin del mantenimiento, se trata de obtener el mximo rendimiento

con los recursos disponibles, siguiendo la implementacin del ciclo de mejora continua. Adems, surge

la inquietud por medir la efectividad de la poltica de mantenimiento, lo cual obliga a mejorar el

histrico objetivo de mxima disponibilidad. A raz de entonces se comienza a implantar planes de

mantenimiento predictivo en distintas instalaciones, debido a los grandes beneficios econmicos que la

implantacin de este tipo de mantenimiento supone. Esta empresa ha reservado su informacin

respecto a los beneficios econmicos alcanzados tras la implantacin de mantenimiento predictivo, sin

embargo, existen datos publicados de otras empresas en la que se pueden observar los beneficios que el

mantenimiento predictivo ha generado tras su implantacin. As, por ejemplo, se tiene el artculo

nmero 26-2008 publicado por la empresa SKF (empresa dedicada a implantacin de predictivo), en el

que se ilustra el ahorro de 143.000 en un aserradero. El artculo en s dice:

Una compaa maderera con una produccin anual de 240.000 sufra prdidas por paradas

inesperadas por valor de 65 por minuto, por lo que pidieron a su SKF CertifiedMaintenancePartner

ayuda para implantar un programa de mantenimiento predictivo. En tan solo tres aos dicho programa

ahorr 156.000 gracias a la reduccin de paradas no planificadas, y ayud a conseguir un retorno de

capital del 1.080 %.

En la tabla 1.1 se ilustra los resultados obtenidos tras la implantacin del predictivo en esta

empresa maderera.

Tabla 1.1. Datos econmicos de la empresa maderera tras la implantacin del predictivo.

REDUCCIN TIEMPO DE PARADAS: 40 horas (2400 min x 65 ) 156.000

INVERSIN INICIAL -13.000

TOTAL AHORRO 143.000

TOTAL RETORNO DE CAPITAL 1,080 %

En lo que concierne a este estudio, se ver la implantacin de un plan de mantenimiento

predictivo basado en anlisis de vibraciones en grupos de bombeo ubicados en estaciones de bombeo

de agua potable. Para ello se pusieron en marcha las siguientes herramientas, que se desarrollaran a lo

largo del proyecto:

- Implantacin de un nuevo GMAO, SAP.PM(GMAO), con un mdulo de desarrollo propio de

anlisis de fiabilidad.

- Adquisicin de terminales de campo porttiles para los operarios de mantenimiento, con

conexin a SAP.PM y a aplicaciones de gestin documental.

- Formacin de operarios, etc.


Introduccin Pgina 7

1.2. OBJETIVO DEL PROYECTO.

El objetivo del proyecto es analizar la implantacin de un plan de mantenimiento predictivo

basado en anlisis de vibraciones en grupos de bombeos (conjunto formado por motor y bomba) de

estaciones de bombeo de agua potable. Tambin se desarrollar la tcnica predictiva de la termografa

pues se aplica paralelamente al anlisis de vibraciones. Sin embargo, esta tcnica no resulta tan efectiva

como lo son los resultados obtenidos mediante la tcnica de vibracin, por lo que el estudio se centra

ms en el anlisis de vibraciones para diagnosticar los grupos de bombeo. Es decir, el anlisis de

vibraciones permite diagnosticar problemas de origen mecnico, elctrico e hidrulico como ya se ver

ms adelante en el apartado 3, mientras que la medida de la temperatura se aplicar para ver los

estados de los rodamientos y de la temperatura ambiente del recinto, por lo que la informacin

obtenida con esta tcnica no nos aporta ms informacin valiosa.

1.3. TAREAS A DESARROLLAR.

Para la ejecucin del proyecto se desarrollarn una serie de puntos, siendo claves para la

consecucin del objetivo planteado en el apartado anterior. As, las tareas designadas y pendientes de

estudio son:

1. Inventario de equipos y recoleccin de informacin tcnica.

El inventario de equipos consiste en la elaboracin de un listado de mquinas e instalaciones

(ubicaciones tcnicas) que sern incluidas en el programa de mantenimiento predictivo, en este

caso, correspondera a los grupos de bombeo, motor y bomba, y la instalacin a la que ste

pertenece. Esto ya est incluido en la nueva GMAO, SAP. PM, por ello se hablar de la implantacin

de SAP.PM en la empresa. Por otro lado, la recopilacin de informacin tcnica es una tarea ardua y

difcil en muchos casos, pero recompensa a la hora de obtener resultados, ya que permite conocer

mejor los equipos y disponer de informacin fundamental para el diagnstico fiable de fallos. Estos

datos tcnicos pueden ser utilizados tambin para optimizar los repuestos de almacn, planificar el

material necesario para las reparaciones, reducir tiempos de parada, etc.

2. Preparacin base de datos en EmonitorOdyssey (software anlisis de vibraciones).

Una vez recopilada la informacin tcnica de cada mquina (entendindose tanto motor como

bomba de cada estacin de bombeo de agua potable), se procede a la creacin de una base de

datos en EmonitorOdyssey la cual contendr todos los grupos de bombeo de las estaciones de

bombeo de agua potable. Esta base de datos quedar plasmada en lo que se conoce como panel de

jerarquizacin. Otras operaciones que se realizarn llegados a este punto son, la creacin de puntos

de medida para cada grupo de bombeo correspondientes a la toma de vibracin en los puntos

designados en la mquina, la creacin de medidas para cada punto de medida donde se establecer

que es lo que se desea medir (medida espectral, de fase, etc.), creacin de alarmas para cada

medida a tomar, etc.


Introduccin Pgina 8

3. Creacin gama de vibraciones (DMZZ-04) en SAP.PM.

Paralelamente a la creacin de la base de datos en EmonitorOdyssey, se crearn los mismos puntos

de medidas en SAP.PM, aadiendo los puntos de medida correspondientes a los tomados con la

cmara termogrfica, es decir, temperatura de los rodamientos y temperatura ambiente del

recinto. Las operaciones a realizar son pues, creacin de puntos de medida en los equipos, creacin

de la gama DMZZ-04 correspondiente a anlisis de vibraciones que agrupa las operaciones de

creacin de listas de los puntos de medidas creados, creacin de umbrales de alertas en los mismos,

y adjudicacin de la lista de puntos de medida correspondiente a un grupo de bombeo a su plan de

mantenimiento pertinente.

4. Carga/descarga en recolector de datos, DataPac 1250.

Una vez se hayan introducido los datos necesarios en SAP.PM se procede a la creacin de listas en

EmonitorOdyssey con el fin de cargar o descargar las rutas de medicin en la ubicacin adecuada.

Los datos descargados del DataPac 1250 se almacenarn en las listas correspondientes, pudiendo

acceder a ellos mediante el panel de histricos.

5. Medidas de campo y anlisis adicional.

Creadas las listas y cargadas las rutas de medicin en el colector de datos, se procede a la medicin

en campo. Se tomarn pues las medidas sobre los puntos previamente creados en Emonitor y

cargados en el colector. Hay que tener especial cuidado en colocar el sensor (acelermetro)

siempre sobre el mismo punto para tener un histrico de medidas lo ms fiable posible, por lo que

se recomienda hacer un marcado con pintura en los distintos puntos tanto del motor como de la

bomba.

6. Resultados de la orden de trabajo.

Terminada la recoleccin de datos en campo, se procede a introducir los resultados obtenidos en la

orden de trabajo, donde se especifica los valores globales de vibracin en los diferentes puntos

donde se ha medido la vibracin, as como los valores de temperatura en los puntos especificados.

7. Diagnstico de problemas.

Los resultados almacenados en el recolector de datos se descargan en Emonitor y se procede a

analizar si existe alguna seal de alerta o fallo captada por el analizador. En caso de que se detecte

alguna seal de alerta o fallo, se procede a diagnosticar el problema y la severidad del mismo,

realizando un informe que contiene los valores RMS de vibracin, los puntos donde se ha detectado

la seal de alerta o fallo, y un estudio espectral con el fin de determinar qu es lo que est

produciendo esa anomala en la mquina. Al final del informe, se evala la severidad del fallo y se

decide si hay que actuar de manera correctiva o si habra que dejar evolucionar el problema

reduciendo, eso s, los intervalos de medicin en dicha mquina.

8. Mantenimiento a condicin, generacin de avisos.

Finalmente, los valores de los puntos de medida se introducen en SAP.PM en la gama DMZZ-04

correspondiente al plan de mantenimiento oportuno. Si uno de estos valores sobrepasa el umbral

establecido se generar un aviso automticamente, alertando a los jefes de mantenimiento de que

el grupo de bombeo X de la estacin de bombeo Y tiene presenta una alarma en el punto Z. Por


Introduccin Pgina 9

tanto, con la generacin del aviso junto con los valores de vibracin tomados y el informe de

diagnstico pertinente, se tendr suficiente informacin para poder realizar un diagnstico del

equipo y evaluar el posible fallo y actuar en consecuencia: medida correctiva, dejar evolucionar,

reducir intervalos de medicin, etc.


Introduccin a la Ingeniera de Mantenimiento Pgina 10

2. INTRODUCCIN A LA INGENIERA DEL MANTENIMIENTO.

2.1. DEFINICIN DE MANTENIMIENTO.

La norma francesa AFNOR X 60-010 define el mantenimiento como un conjunto de actividades

destinadas a mantener o a establecer un bien en un estado o en unas condiciones dadas de seguridad

en el funcionamiento, para cumplir con una funcin requerida. Estas actividades suponen una

combinacin de prcticas tcnicas, administrativas y de gestin. Es decir, todo sistema funcional en

cualquier proceso productivo tiende a deteriorarse de una forma puntual o progresiva, el

mantenimiento se encarga pues de restablecer las condiciones iniciales del mismo, es decir, que una

mquina o instalacin cumpla correctamente las funciones para las cuales fueron diseadas, de la

manera ms eficiente y econmica posible [1].

Otra definicin interesante de mantenimiento viene dada por la norma europea EN 13306,

2001, la cual lo define como una combinacin de acciones tcnicas, administrativas y de gestin a lo

largo del ciclo de vida de un equipo, destinadas a conservarlo o devolverlo a un estado en el cual pueda

desarrollar la funcin requerida. Por funcin requerida se entiende la combinacin de funciones de un

elemento que se consideran necesarias para proporcionar un servicio dado. Esta misma norma define la

gestin del mantenimiento como aquellas actividades de la gestin que determinan los objetivos del

mantenimiento, las estrategias y las responsabilidades, y las realizan por medio de planificacin del

mantenimiento, control y supervisin del mantenimiento, y mejora en los mtodos en la organizacin

incluyendo los aspectos econmicos [2].

El diseo e implantacin de cualquier sistema organizativo y su posterior informatizacin debe

siempre tener presente que est al servicio de unos determinados objetivos. Cualquier refinamiento del

sistema debe ser contemplado con gran prudencia en evitar, precisamente, encubrir los objetivos del

mantenimiento o dificultar su consecucin. La organizacin del mantenimiento debe estar siempre

encaminada en la consecucin de los siguientes objetivos:

Optimizacin de la disponibilidad del equipo productivo.

Disminucin de los costes.

Optimizar los recursos eficientemente.

Maximizar la vida de la mquina, equipo, instalacin, etc.

Evitar en la mayor medida posible, o en su caso reducir, la aparicin de fallos.

Evitar detenciones intiles de la mquina.

Evitar accidentes y aumentar la seguridad de las personas.

Por tanto, el mantenimiento no es una cuestin abstracta, produce un bien real, que puede

resumirse en: capacidad de producir con calidad, seguridad y rentabilidad.



2.2. HISTORIA DEL MANTENIMIENTO.

A lo largo del desarrollo industrial la funcin de mantenimiento ha pasado por diferentes

etapas. En los inicios de la revolucin industrial eran los propios operarios quienes se encargaban de las

reparaciones de los equipos. Conforme las mquinas se iban haciendo ms complejas y las tareas de

reparacin aumentaban, empezaron a crearse los primeros departamentos de mantenimiento. En esta

poca (mitad del siglo XIX), las tareas de mantenimiento eran bsicamente correctivas, y se dedicaba

todo el empeo en solucionar las fallas que se producan en los equipos.

Durante los ltimos cincuenta aos aparece el concepto de fiabilidad y los departamentos de

mantenimiento buscan no solo solucionar las fallas que se producen en los equipos sino adems

prevenirlas, es decir, actuar para que no se produzcan. Esto supone crear una nueva figura en el

departamento de mantenimiento, personal cuya funcin es estudiar qu tareas de mantenimiento

deben realizarse con el fin de evitar las fallas. As aumenta el personal no destinado a la realizacin de

tareas y con l, los costes de mantenimiento, pues se busca aumentar la produccin, evitar las prdidas

por averas y paradas innecesarias y sus costes asociados. De esta manera han ido apareciendo diversos

mtodos de mantenimiento, con la idea de mejorar los objetivos que persigue el mantenimiento para

que el equipo o instalacin sigue cumpliendo con sus funciones establecidas. As pues, surge el

mantenimiento preventivo, cuya funcionalidad est basada en la realizacin peridica de

mantenimiento, dejando el correctivo en un segundo plano. Con el mantenimiento preventivo, an de

mejorar los resultados que se obtenan con correctivo, se desconoce cundo se va a producir un fallo en

el equipo, puesto que el mantenimiento se realiza en plazos fijos, por lo que se plantea la posibilidad de

un mantenimiento con el cual se pueda prever cuando se va a producir el fallo, apareciendo as lo que se

conoce como mantenimiento predictivo. A este ltimo le sigue el proactivo cuyo cumplimiento requiere

de la participacin en mantenimiento de todos los componentes de la empresa. Del mismo modo, van

apareciendo modelos de mantenimiento ms avanzados como es el modelo basado en fiabilidad (RCM).

El RCM se basa en los estudios de los equipos, en anlisis de los modos de fallos, y en la aplicacin de

tcnicas estadsticas y tecnologa de deteccin [3].

Paralelamente, a partir de los aos 80, comienza a introducirse la idea de que puede ser

rentable volver de nuevo al modelo inicial, es decir, que sean los operarios los que se ocupen del

mantenimiento de los equipos. Se desarrolla pues el TPM, modelo mantenimiento productivo total, en

el que algunas tareas normalmente realizadas por el personal de mantenimiento son ahora realizadas

por los operarios de produccin. Esas tareas son trabajos de limpieza, lubricacin, ajustes, reparaciones,

etc. Se pretende conseguir con ello que el operario de produccin se implique ms en el cuidado de la

mquina. Como filosofa de mantenimiento, el TPM se basa en la formacin, motivacin e implicacin

del equipo humano (desde el personal de produccin y mantenimiento hasta los altos mandos).

TPM y RCM no son formas opuestas de dirigir el mantenimiento, sino que ambas conviven en la

actualidad en muchas empresas, siendo esta empresa una de ellas, donde el RCM impulsa el

mantenimiento, y con esta tcnica se determina las tareas a efectuar en los equipos, despus, algunas

de las tareas son transferidas a produccin, en el marco de una poltica de implantacin de TPM.

Como se puede comprobar, las diferentes tcnicas de mantenimiento han ido evolucionando a

lo largo del ltimo siglo en funcin de las carencias que se observaban en cada uno de los modelos de



mantenimiento al aplicarlos a la situacin real de la empresa, de manera que una engloban a otras,

algunas interactan entre ellas, y todas se han ido adaptando a los nuevos usos de la industrial [4].

En la actualidad son las necesidades concretas de cada equipo y de cada industria las que marcan el

modelo de mantenimiento que optimiza sus recursos y sus necesidades. Por lo general el mtodo que se

impone es el mantenimiento productivo total (TPM), que incluye las tareas de mantenimiento

preventivo y predictivo, integrado siempre en un modelo de gestin de mantenimiento asistido por

ordenador (GMAO), y apoyado segn necesidades por el modelo de mantenimiento basado en fiabilidad

(RCM).

2.3. TIPOS Y MODELOS DE MANTENIMIENTO.

Tradicionalmente, se han distinguido 4 tipos de mantenimiento, que se diferencian entre s por

el carcter de las tareas que incluyen [5]:

a) Mantenimiento Correctivo.

Mantenimiento ejecutado despus del reconocimiento de una avera, y destinado a restituirlo a

un estado que le permite realizar su funcin requerida. Podr realizarse inmediatamente

despus de la localizacin de la causa de una avera, o bien diferirse en el tiempo, conforme a

reglas establecidas para la programacin de las actividades de mantenimiento. Por tanto, en

otras palabras, podra decirse que no existe mantenimiento, slo se repara, no siendo necesaria

pues una inversin inicial, sin embargo este tipo de mantenimiento est expuesto a grandes

gastos producidos por paradas inesperadas de equipos y la necesidad de disponer de gran

espacio en almacn para almacenaje de unidades de stocks. Tambin destacar el gran riesgo de

accidentes que conlleva este tipo de mantenimiento, puesto que se desconoce completamente

el estado de la instalacin.

b) Mantenimiento preventivo.

Mantenimiento efectuado a intervalos predeterminados o segn criterios prescritos, y

destinado a reducir la probabilidad de fallo o la degradacin del funcionamiento de un

elemento, es decir, la idea es la de sustituir componentes cuya vida terica est a punto de

terminar. Sin embargo, existen inconvenientes tales como la posible existencia de fallos ocultos

no detectados con este tipo de mantenimiento, no se conoce el estado de la mquina, existe la

posibilidad de sustituir componentes que estn en buen estado, etc.

c) Mantenimiento predictivo.

Es un caso particular del mantenimiento basado en la condicin, o mantenimiento sobre

condicin que es un mantenimiento preventivo realizado en base a los resultados de la

monitorizacin del funcionamiento del equipo. Cuando este tipo de mantenimiento se ejecuta

siguiendo una prediccin, consecuencia del anlisis y la evaluacin de los parmetros

significativos de la degradacin del elemento, se denomina mantenimiento predictivo. Son

muchas las ventajas que traen consigo este tipo de mantenimiento, tales como, conocimiento



del estado de la mquina en todo momento, se minimizan prcticamente las averas

imprevistas, se reduce el tiempo de reparacin pues se conoce cul es la causa del fallo que ha

provocado la parada del equipo, se identifican fallos ocultos, se reducen las piezas en almacn,

etc. A pesar de estas muchas ventajas, el inconveniente fundamental que presenta la

implantacin de un mantenimiento predictivo es una alta inversin inicial en tecnologa y

formacin.

d) Mantenimiento proactivo.

El mantenimiento proactivo est basado en los mtodos predictivos, pero, para identificar y

corregir las causas de los fallos en las mquinas, es necesaria una implicacin del personal de

mantenimiento.Estos sistemas slo son viables si existe detrs una organizacin adecuada de

los recursos disponibles, una planificacin de las tareas a realizar durante un periodo de

tiempo, un control exhaustivo del funcionamiento de los equipos que permita acotar sus

paradas programadas y el coste a l inherente, y una motivacin de los recursos humanos

destinados a esta funcin, acordes al sostenimiento de la actividad industrial actual. Este tipo

de mantenimiento requiere de un cambio de cultura general para que tenga xito, no puede

ser introducido por imposicin, pues requiere del compromiso por parte de todos los

componentes de la organizacin de que es un beneficio para la empresa. La inversin en

formacin y cambios generales en la organizacin es costosa y el proceso de implementacin

requiere de varios aos.

El mantenimiento proactivo puede dar respuesta a cuestiones del tipo:

"Es posible que aquel rodamiento, cuya vida til de trabajo es excesivamente corta, est

insuficientemente dimensionado o simplemente no sea el tipo de rodamiento ms adecuado

para la aplicacin que se le est dando".

Cada uno de los modelos que se exponen a continuacin incluye varios de los tipos anteriores

de mantenimiento en la proporcin que se indica. Adems, todos ellos incluyen dos actividades

indispensables y obligatorias, la inspeccin visual y la lubricacin. Esto es as porque est demostrado

que la realizacin de estas dos tareas en cualquier equipo es rentable. Incluso en el modelo ms sencillo,

el modelo correctivo, en la que prcticamente se abandona el equipo a su suerte y no se atiende hasta

que ste sufre algn tipo de avera, es conveniente observarlo y realizar lubricacin a sus componentes.

Los modelos de mantenimiento existentes son:

a) Modelo correctivo.

Es el modelo ms bsico e incluye adems de las inspecciones visuales y la lubricacin, la

reparacin de averas que surjan. Se aplica a equipos con bajo nivel de criticidad cuyas averas

no suponen ningn problema tanto a nivel econmico como tcnico.

b) Modelo condicional.

Este modelo incluye las actividades del modelo correctivo, y adems, la realizacin de una serie

de pruebas que condicionarn una actuacin posterior. Si tras las pruebas realizadas se

descubre alguna anomala, se programar una intervencin, y si por el contrario todo es

correcto no se actuar sobre el equipo. Este modelo de mantenimiento es vlido en equipos de



poco uso o equipos en que a pesar de ser importantes en el sistema productivo, su probabilidad

de fallo es baja.

c) Modelo sistemtico.

Contiene una serie de tareas a realizar sin importar la condicin del equipo. Adems se toman

ciertas mediciones y se realizan algunas pruebas con el fin de decidir si hay que realizar otras

pruebas de mayor envergadura. Por ltimo, al igual que los dos modelos anteriores, se resuelve

las averas que surjan.

Es un modelo de gran aplicacin en equipos de disponibilidad media, de cierta importancia en

el sistema productivo, y cuyas averas causan algunos trastornos. Es importante remarcar que

un equipo sujeto a este modelo no tiene que tener todas sus tareas programadas con una

periodicidad fija, es decir, las tareas a realizar en el equipo no tiene ninguna relacin con el

tiempo de funcionamiento del mismo ni el estado de sus componentes.

Este modelo se aplica a equipos que estando operativos deben ser fiables, por lo que se

justifica realizar una serie de tareas con independencia de que hayan presentado algn sntoma

de fallo.

d) Modelo de alta disponibilidad.

Es el modelo ms exigente y exhaustivo de todos. Se aplican en aquellos equipos que bajo

ningn concepto pueden sufrir una avera o un mal funcionamiento. A estos equipos se les

exige unos niveles de disponibilidad altsimos, por encima del 90%, pues una avera supondra

un coste demasiado elevado. Con una exigencia tan alta, no hay tiempo para aplicar

mantenimiento que requiere parada del equipo, por tanto, no es aplicable ni correctivo ni

preventivo. Para la mantencin de estos equipos es necesario aplicar tcnicas de

mantenimiento predictivo que permitan conocer el estado del equipo con l en marcha, y a

paradas programadas, que supondrn una revisin global completa, con una frecuencia anual o

superior. En esta revisin se suelen sustituir todas aquellas piezas sometidas a desgastes o con

probabilidad de fallo a lo largo del ao.

En este modelo no se incluye el mantenimiento correctivo, es decir, el objetivo que se buscan

en estos equipos es el de cero averas. En general no hay tiempo para subsanar todas las

incidencias que ocurren, siendo necesario en muchos casos realizar reparaciones rpidas

provisionales que permitan mantener el equipo en marcha hasta la prxima revisin general.

Algunos ejemplos de este modelo de mantenimiento son turbinas de produccin de energa

elctrica, equipos rotativos que trabajan en forma continua (en este caso grupos de bombeo),

hornos de elevada temperatura, etc.

Una vez visto los tipos de mantenimiento existentes as como los modelos de mantenimiento

en vigor, se concluye pues que lo que persigue la empresa es la implantacin de un plan de

mantenimiento predictivo basado en anlisis de vibraciones siguiendo el modelo de mantenimiento de

alta disponibilidad puesto que se tratan de grupos de bombeo de agua potable, es decir, mquinas

rotativas de funcionamiento continuo.



2.4. MANTENIMIENTO PREDICTIVO, ANTICIPACIN AL FALLO TOTAL.

Como todo mantenimiento, el objetivo primordial es la de garantizar la vida til del activo de la

manera ms seguro, eficiente, y econmica posible, es decir, evitar en la medida de lo posible que se

produzca un fallo funcional en el equipo, o componentes del mismo, que d lugar a su parada, pues ya

no es capaz de garantizar la funcin para el cual fue diseado. Esta parada de la mquina deriva en

prdidas de productividad, que en trminos econmicos conlleva a incrementos de costes, equivalente

a prdidas.

El mantenimiento predictivo pretende anticiparse al fallo funcional del equipo sin necesidad de

hacer una parada preventiva previa para ver el estado de los componentes del equipo, pudiendo ver en

qu estado se encuentran los mismos mediante tcnicas predictivas tales como anlisis de vibraciones,

ensayos no destructivos, etc. As mismo, el mantenimiento predictivo juega un papel muy importante en

los objetivos de fiabilidad de los activos productivos que se persiguen tras la implantacin de la

metodologa RCM.

El RCM se centra en dos palabras: mantenimiento y fiabilidad. Mientras que el mantenimiento

es una tarea funcional encargada a un grupo de personas, la fiabilidad es una funcin estratgica que

afecta a todas las reas de la planta: produccin, ingeniera, compra, etc., que debern de estar unidos

para lograr su objetivo. Evidentemente, el departamento de mantenimiento tiene una importante

participacin en la fiabilidad, enfocado a utilizar tcnicas de monitorizado de condicin (CBM), analizar

modos de fallos (FMECA), y eliminar la causa raz del fallo (RCA).

Averiguar cul ha sido la causa del fallo, a veces no es tan evidente como resaltar el modo de

fallo, puesto que al estar asociado al diseo del equipo, el fallo que ha dado lugar a un modo

determinado puede haberse dado por diversas circunstancias. Durante muchos aos se ha mantenido el

paradigma de cunto ms viejo es un equipo ms probable es que falle. Esta creencia se deshizo

cuando, con la introduccin del RCM, se demostr que no solo haba un modelo de evolucin hacia el

fallo de los distintos equipos sino al menos seis modelos Weibull diferentes de los cuales unos estaban

relacionados con la edad del activo, pero otros, en un porcentaje mucho mayor (en torno al 80%) eran

de naturaleza aleatoria, es decir, el fallo puede presentarse en cualquier momento [6],[7]. Por tanto,

hoy da se sabe que:

1) En la mayora de los casos la aparicin de un fallo es totalmente aleatoria con respecto al

tiempo de funcionamiento de activo.

2) El modelo de fallo ms repetitivo, dndose en el 70% de los casos, de evolucin hacia el

fallo es el que se representa en la figura 2.1 y que se corresponde con el modelo F de

Nowlan.

3) Los fallos no se repiten nunca con un intervalo fijo de tiempo.

En este modelo de evolucin hacia el fallo, reemplazar el elemento averiado a intervalos fijos

por un componente nuevo (mantenimiento preventivo), no slo no mejorar la fiabilidad del equipo,

sino que aumentar la probabilidad de fallo, puesto que este patrn presenta en su inicio (perodo de

rodaje) mayor probabilidad de fallo que en su vejez.



Figura 2.1. Modelo ms repetitivo de evolucin hacia el fallo.

La deduccin ms relevante que se puede extraer de estos patrones de fallo, es que ms del

cincuenta por ciento de las mquinas se localizan dentro del grupo de modos de fallo que se ha

denominado de tipo F. Alguna de las posibles explicaciones que pueden atribuirse a este hecho, son

[8]:

a) Errores humanos. La tarea de reemplazo o reparacin no se completa de manera adecuada por

falta de experiencia o conocimiento del personal de mantenimiento.

b) Errores del sistema. El equipo se vuelve a poner en servicio tras haberle realizado una

operacin de mantenimiento de alto riesgo y no haber revisado dicha operacin.

c) Errores de diseo. La capacidad de diseo del componente est demasiado cerca del

rendimiento que se espera de l, por lo que las piezas de menos calidad pueden fallar cuando

se les exige dicho rendimiento.

d) Errores de piezas. Se suministran piezas incorrectas o de baja calidad.

Una vez transcurrido el periodo de rodaje, la pendiente de evolucin hacia el fallo ser

prcticamente nula, pero el fallo en s mismo se podra presentar en cualquier momento, pudiendo

existir algn sntoma de origen del mismo. Al instante de tiempo en el que aparece este sntoma se le

conoce como fallo potencial o punto P de la curva denominada P-F, mostrada en la figura 2.2.

El fallo total (punto F de la curva P-F), se presentar pues de una forma aleatoria y con una

pendiente de evolucin mayor o menor, en funcin del modo de fallo que se trate (figura 2.3).



Figura 2.2. Curva P-F de evolucin hacia el fallo.

Obviamente, este modelo de evolucin al fallo pone en cuestin al mantenimiento preventivo

basado en calendario o en horas de funcionamiento. Se supone que experiencias anteriores, o

recomendaciones del fabricante indican que un determinado equipo o componente va a trabajar sin

problemas durante un perodo de funcionamiento de 10.000 horas. Para anticiparse al fallo, se planifica

y se programa un plan de inspeccin, reparacin y sustitucin a llevar a cabo cada 8.500 horas, tarea de

mantenimiento preventivo. Lo que no se tiene en cuenta pues, es el riesgo que se corre dado que el

fallo puede presentarse en cualquier momento:

1) Si el fallo aparece antes de las 8.500 horas, es obligatorio realizar tareas de mantenimiento

correctivo con el correspondiente incremento de coste e indisponibilidad del equipo que

ello supone.

2) Si por el contrario se cubren las 8.500 horas establecidas para la revisin, reparacin

preventiva del equipo y, al llevar esta a cabo, se descubre que tanto el equipo como sus

componentes se encuentran an en perfecto estado. Esto quiere decir que el equipo

habra aguantado no slo las 10.000 horas establecidas por el fabricante, sino

probablemente un mayor nmero de ellas. La conclusin que se obtiene al respecto es que

la tarea de mantenimiento preventivo est incurriendo en dos problemas:

a) Se est realizando mantenimiento innecesario y por tanto los costes aumentan, pues es

obvio que el realizar mantenimiento cuesta dinero.

b) Se somete a la mquina a desmontajes y nuevos montajes innecesarios y al riesgo

aumentado de fallo pues se somete a la mquina a un nuevo perodo de rodaje.

Todo ello concluye que las operaciones de mantenimiento se deberan realizar solamente

cuando sean necesarias.

Por tanto, el objetivo que se persigue es detectar lo ms prematuramente posible, la aparicin

de un fallo potencial. Esta es la tarea bsica del mantenimiento basado en condicin o mantenimiento

predictivo. Cuanto antes se detecte la presencia de un fallo ms tiempo se tiene para planificar y

programar la intervencin de mantenimiento, el cual no se realizar a intervalos fijos sino en funcin de

la necesidad. Es aqu donde el mantenimiento predictivo juega un papel preponderante, puesto que su



objetivo fundamental es detectar la aparicin de los fallos lo antes posible para evitar su desarrollo

hasta el fallo total.

Figura 2.3. Pendiente de evolucin segn el modo de fallo.

Para este fin, se dispone hoy da de una serie de tcnicas predictivas: anlisis de vibracin,

termografa, anlisis de aceites, captacin de ultrasonidos, anlisis de corriente de motores, etc., que

permiten la deteccin temprana del sntoma del fallo.

En funcin del modo de fallo que se est desarrollando, ser necesario utilizar una u otra

tcnica o bien una combinacin de ellas para asegurar la deteccin del sntoma (figura 2.4). Contra antes

se detecte el fallo, ms tiempo se tendr para planificar y programar la accin correctora antes de que el

equipo quede inoperativo, es decir, que se produzca la avera.

Llegado a este punto, se extraen dos conclusiones:

1) El mantenimiento preventivo basado en calendario o en horas de funcionamiento no es el

mtodo ms eficaz para detectar el 70% de los modos de fallo que segn el modelo de

evolucin hacia el fallo visto, el fallo puede presentarse de manera aleatoria.

2) El mantenimiento predictivo permite identificar el inicio del fallo desde el instante en que

aparecen los primeros sntomas.

El proceso de anlisis de los modos de fallo y sus efectos (FMEA), o el ms completo anlisis de

modos de fallo, efectos y criticidad (FMECA) son etapas bsicas en la implantacin de RCM y se llevar a

cabo para:

1) Determinar el mtodo de mantenimiento ms eficaz.

2) Determinar la tcnica o tcnicas predictivas a utilizar para detectar cada modo de fallo.

3) Establecer la frecuencia de inspecciones teniendo en cuenta la rapidez de evolucin hacia el

fallo total de los distintos modos de fallo de cada equipo o sistema.



Figura 2.4. Tcnicas a utilizar en el dominio del Predictivo segn modo de fallo.

2.5. BIBLIOGRAFA.

1. Norma AFNOR (X60-010), Mantenimiento efectuado con la intencin de reducir la probabilidad de

fallo de un bien o la degradacin de un servicio prestado.

2. Norma AENOR EN 13306, 2011, Mantenimiento. Terminologa del mantenimiento.

3. Tecnologa del mantenimiento industrial / Flix Cesreo Gmez de Len. Murcia: Servicio de

Publicaciones, Universidad de Murcia, 1998. ISBN 84-8371-008-0.

4. LluisCuatrecasas, TPM-Total ProductiveMaintenance. Hacia la competitividad a travs de la

eficiencia de los equipos de produccin. Ed. Gestin 2000,2000.

5. Alejandro Plaza Tovar, Apuntes Tericos y Ejercicios de Aplicacin de Gestin del Mantenimiento

Industrial-Integracin con Calidad y Riesgos Laborales. Lulu.com, 2009. ISBN 1409229211.

6. John Moubray, RCM: Reliability Centered Maintenance. Industrial Press, ISBN 0831130784.

7. Keith Mobley, The plant Engineers Handbook, Elsevier Science & Technology, 2001.

8. Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, informe de Nowlan y Heap (1978) para el

departamento de Defensa de los Estados Unidos.


Fallos Diagnosticados en Grupos de Bombeo Mediante Anlisis de Vibraciones Pgina 20

3. FALLOS DIAGNOSTICADOS EN GRUPOS DE BOMBEO MEDIANTE

ANLISIS DE VIBRACIONES.

3.1. VIBRACIONES.

3.1.1. POR QU MEDIR VIBRACIONES?

El anlisis de vibraciones es el nico mtodo conocido capaz de anticiparse a la avera y adems

detectar la causa raz que la produce. Por ejemplo, es importante que el analista de vibraciones pueda

informar de un fallo potencial de un rodamiento, pero sera mejor si adems pudiera justificar con sus

datos cual es la posible causa del fallo.

El analista de mantenimiento predictivo informa del fallo existente y el gestor de

mantenimiento ordenar la reparacin de dicho fallo con el objetivo de anticiparse a la avera del

equipo. El realizar un buen mantenimiento consistir no solo en reparar el fallo, sino en intentar que

dicho defecto no se vuelva a producir en la medida de lo posible.

Existen muchas razones que especifican el por qu es importante realizar anlisis por

vibraciones para conocer el estado de nuestros equipos con el propsito de que estos cumplan los

objetivos para los cuales se disearon, es decir, que cumplan con su funcin de manera eficiente. Las

principales razones son las siguientes [1]:

a) Razones econmicas.

Costes directos: Es sabido que la mayora de los equipos que operan en planta son caros, tanto

a la hora de adquirirlos como a la hora de tener repuestos. Adems de esto, existen equipos

tales como las turbinas en el que la avera solo puede ser reparada por personal perteneciente

al proveedor, lo que afecta a los costes directos de la empresa. Por tanto realizar un buen

predictivo mediante anlisis de vibraciones en grupos de bombeo, generadores, etc., reduce

de manera eficaz estos costes.

Costes indirectos: Las plantas productivas cuentan con su produccin comprometida de

antemano y debe asegurarse que se alcanza esta produccin pues es objetivo de la empresa.

Por tanto si un equipo falla por avera, se dejar de producir cierta cantidad lo que supone unos

costes indirectos mayores que lo que supone realizar un predictivo para evitar la parada

involuntaria del equipo.

Seguros: El seguro de las mquinas disminuye si se dispone de un buen mantenimiento

predictivo, puesto que minimiza el riesgo de que se produzca un fallo catastrfico del equipo.

b) Razones de seguridad.

Cuando se produce un fallo catastrfico se pone en peligro la integridad de los trabajadores por

lo que se debe poner mucho nfasis en minimizar estos riesgos de fallos.



c) Razones ambientales.

Es importante cumplir con las normas ambientales requeridas por los clientes, y para ello se

necesita tener todos los equipos funcionando correctamente, en buen estado para as asegurar

un buen manejo ambiental de las operaciones en planta.

d) Razones de calidad.

Para poder asegurar que los productos cumplan con los estndares de calidad que los clientes

demandan, se ha de tener la maquinaria funcionando en condiciones ptimas hasta que llegue

una parada programada en el supuesto caso que se haya detectado una anomala en la

mquina tras haber sido sometida a un anlisis de vibraciones.

La funcin que desempea un analista de vibraciones se puede asimilar al trabajo de un

mdico, es decir, se dispone de cierta informacin del equipo procedente de datos medidos (presin,

temperatura, intensidad, tensin, etc.), junto con los datos espectrales obtenidos tras el anlisis por

vibracin, y en base a todo este conocimiento se procede a diagnosticar cual es el problema y cual ha

podido ser la causa. Por tanto, esa informacin debe ser lo suficientemente clara para que se pueda

diagnosticar de una manera eficiente y acorde a las condiciones de trabajo del equipo, cual ha sido la

causa del fallo.

Como se ha mencionado en el prrafo anterior, la informacin que se posee del equipo,

procede de datos medidos. Un dato es un nmero, una estadstica o una condicin que indica un punto

de anlisis y para que este dato sea de utilidad ha de ser procesado, analizado y transformado

finalmente en informacin til para el proceso de diagnosis. Para obtener datos de calidad, estos deben

disponer de ciertas caractersticas tales como:

a) Precisin. Indica cuanto se desva el dato medido del valor real. El objetivo sera adquirir datos

dentro de un intervalo de precisin razonable, puesto que, a mayor precisin, mayor ser el

costo en instrumentos de medida.

b) Repetitividad. Es la capacidad del equipo para dar el mismo valor medido una y otra vez para la

medicin de un mismo fenmeno en idnticas condiciones. Esta caracterstica es fundamental

puesto que permite comparar resultados histricos, no solo de vibracin, sino de cualquier

propiedad que se desee medir y ver su evolucin a lo largo del tiempo.

c) Instrumentacin. Todos los instrumentos de medida tienen un rango en el cual las mediciones

que se pueden obtener guardan relacin con la realidad, lo que se busca pues es lo que los

instrumentos de medida se encuentren dentro de su rango lineal. En otras palabras, que el

error de medicin que tiene el instrumento est dentro de unos lmites aceptables.

Por tanto, la informacin de los equipos debe tener la propiedad de poder caracterizar el

estado actual del equipo a analizar, pero tambin se debe contextualizar respecto a su evolucin

histrica, con el objetivo de construir una proyeccin futura y poder decidir cundo se tenga un fallo

que accin se debe tomar, ya sea parar el equipo para mantenimiento, seguir la evolucin pues los

valores obtenidos se encuentran dentro de un rango de confianza, etc.



3.1.2. CONCEPTOS BSICOS DE VIBRACIN.

La vibracin se puede considerar como la oscilacin de un cuerpo alrededor de una posicin de

equilibrio. Todos los cuerpos presentan una seal de vibracin donde plasman sus caractersticas, y se

establece que la vibracin que experimenta dicho cuerpo es peridica si y solo si el movimiento que

realiza se repite con todas sus caractersticas en un cierto intervalo de tiempo, denominado perodo (T).

Bajo esta hiptesis, las mquinas rotativas tambin presentan su propia seal de vibracin,

encontrndose en ella la informacin de todos los componentes de la mquina. Por tanto, la seal

vibratoria de una mquina es el resultado de todas las seales vibratorias de sus componentes, y tras

ser analizada se podr establecer un patrn de fallo, donde se ver el por qu y el cmo falla la

mquina.

La base principal de una seal vibratoria en el dominio del tiempo son las ondas sinusoidales,

siendo las ms simples y son la representacin de las ondas puras. En la figura 3.1 se representa una

onda sinusoidal en el dominio del tiempo, el sistema ms sencillo que experimenta una vibracin pura,

es el constituido por una masa y un resorte, representado en la figura 3.2, donde la masa vibrar en una

sola direccin, puesto que este sistema solo contiene un grado de libertad.

Figura 3.1. Representacin de una onda sinusoidal en el dominio del tiempo.

Si se desplaza la masa una distancia X1 de amplitud A, respecto de su posicin de equilibrio X0 y

se suelta, el resorte tiende a llevar a la masa otra vez hacia su posicin de equilibrio. En el instante en el

que se suelta la masa estando en X1, est contiene energa potencial proporcionada por el resorte el

cual est en tensin. A medida que avanza hacia la posicin de equilibrio, la energa potencial

almacenada en la masa se va transformando en energa cintica, hasta llegar al punto de equilibrio,

donde toda la energa es cintica. Debido a esta energa cintica, la masa se desplazar hacia una

posicin X2 en sentido contrario y de igual amplitud si y solo s no se consideran elementos disipadores

de energa, realizndose el mismo proceso en sentido inverso, la energa cintica se va transformando

en energa elstica hasta que llega a X2 donde toda la energa almacenada es energa potencial. Este



mecanismo se repite a lo largo del tiempo, y es lo que se conoce como movimiento armnico simple

(MAS).

Figura 3.2. Representacin de un sistema masa-resorte de un grado de libertad.

El tiempo que transcurre desde que la masa se encuentra en uno de los extremos hasta

alcanzar la posicin de equilibrio es siempre constante y recibe el nombre de perodo de oscilacin (T) y

se mide en segundos (s) o milisegundos (ms), y significa que el resorte ha completado un ciclo de

vibracin. La inversa del perodo es la frecuencia (F=1/T), cuya unidad de medida es el hercio (Hz) o

revoluciones por minuto (RPM).

La amplitud desde el punto de vista de las vibraciones es cuanta cantidad de movimiento puede

tener una masa desde una posicin neutral. Un cuerpo que experimenta un movimiento armnico

simple denota tres magnitudes fsicas, desplazamiento, velocidad y aceleracin [2].

La amplitud se mide generalmente en valores pico-pico para desplazamiento y valores cero-

pico y RMS para velocidad y aceleracin, siendo el RMS el ms utilizado puesto que representa una

estimacin del contenido energtico de la vibracin, y que es igual a 0,707 x pico. Estas medidas de

amplitud de una onda, se muestran en la figura 3.3, donde se muestra tambin el concepto de fase, que

es una medida de tiempo entre la separacin de dos seales, la cual puede ser relativa o absoluta, y

generalmente se mide en grados.

Figura 3.3. Izquierda: Medidas de amplitud. Derecha: Onda desfasada 90.



3.1.3. LA TRANSFORMADA DE FOURIER.

La vibracin es siempre, como ya se ha comentado, una suma de ondas, luego una seal

compuesta es un sumatorio de varias seales sinusoidales que comprenden cada uno de los

componentes que se encuentran en la mquina ms todos los golpeteos y vibraciones aleatorias

correspondientes a otras mquinas vecinas. El resultado es una seal vibratoria tal y como se ilustra en

la figura 3.4.

Cuando queremos analizar una seal compuesta en el dominio del tiempo, a veces resulta un

poco tedioso puesto que si la mquina contiene muchos componentes, todos estarn involucrados en la

seal, por lo que su estudio puede resultar casi imposible.

Figura 3.4. Onda compuesta, formada a partir de sumatorio de ondas simples (discontinuo).

Entonces, cmo podemos analizar una seal compuesta e identificar que le est ocurriendo a

cada componente de la mquina?

El matemtico Jean Baptiste Fourier (1768-1830) demostr como descomponer una onda

compleja en funcin del tiempo mediante series de curvas sinusoidales con unos valores caractersticos

de frecuencia y amplitud [3]. Esto dio pie a la creacin de unas grficas llamadas espectros, en las cuales

se representa la onda vibratoria en el dominio de la frecuencia. Es bien sabido que cada componente de

la mquina vibrar con una frecuencia caracterstica, por tanto al descomponer la seal temporal en el

dominio de la frecuencia aparecern picos de vibracin con una amplitud caracterstica de su onda

temporal de forma individual, pues vibra a una frecuencia determinada. Estos picos de vibracin reciben

el nombre de espectros de vibracin (ver figura 3.5). Esta es la grfica de amplitud vs frecuencia,

llamada espectro, donde se representan las frecuencias de cada excitacin y la amplitud que produce,

siendo la herramienta ms usada en el anlisis de vibraciones.



Figura 3.5. Descomposicin de una onda en el dominio de la frecuencia. Espectro de vibracin.

La funcin que realiza el analista de vibraciones es la de medir la seal de vibracin de la

mquina mediante unos equipos llamados colectores de datos los cuales trabajan con la transformada

rpida de Fourier (FFT), descomponiendo la onda temporal medida en ondas simples sinusoidales en el

dominio de la frecuencia, representando de forma individual los diferentes espectros de vibracin para

cada frecuencia determinada, siendo esto ltimo lo que se estudiar para ver si existe algn fallo o

indicio del mismo.

3.1.4. EL ANLISIS ESPECTRAL.

El anlisis espectral se define como la transformacin de una seal en el dominio del tiempo

hacia una representacin en el dominio de la frecuencia, consiguindose gracias a la FFT como se ha

visto en el apartado anterior.

Se ha comentado anteriormente que el conocer la velocidad de giro de la mquina es

fundamental para establecer un buen anlisis vibratorio, pues a raz de esta velocidad se relaciona los

picos de vibracin obtenidos en el espectro, pudiendo ver tras el estudio del mismo cual es la causa

incipiente que est o producir un fallo.

La mayora de las componentes de seal de ruido y vibracin estn directamente relacionadas

con la velocidad de la mquina, desequilibrio, desalineamiento, etc., por tanto, tras aplicar la FFT se

pueden analizar por separado cada uno de los posibles problemas de una mquina con tan solo conocer

sus caractersticas constructivas y su velocidad de giro.

Esta velocidad se representa en el eje x del espectro y recibe el nombre de velocidad de

sincronismo, cuyas unidades sern en R.P.M o Hz, pudiendo pasar de una unidad a otra dividiendo o

multiplicando por 60, as 3000 R.P.M equivalen a 50 Hz. La forma ms habitual de expresar la velocidad

y las frecuencias en el espectro es mediante el nmero de orden (rdenes), siendo la velocidad de la

mquina el 1X.



Los rdenes no son ms que mltiplos de las R.P.M de la mquina. En un espectro normalizado

en rdenes cada uno de los armnicos de la seal est en la misma ubicacin en la grfica sin tomar en

cuenta la velocidad de giro. Esto es recomendable en el caso de que se quieran comparar varias

mediciones en la misma mquina tomadas en momentos diferentes, y dnde la velocidad ha cambiado

en cada una de las mediciones, es lo que se conoce como mquina de velocidad variable. Si se quiere

medir sobre una mquina de velocidad variable, no es recomendable usar espectros en modo frecuencia

(Hz), puesto que cuando se analizan histricos las amplitudes no coincidirn unas con otras. Para estos

casos es aconsejable el anlisis de orden que muestra el nmero de eventos que sucede por revolucin,

de manera que no importa la velocidad del eje.

Otras frecuencias que aparecen en el espectro son las llamadas frecuencias armnicas o

armnicos de la velocidad de sincronismo, siendo mltiplos enteros de sta. Por ejemplo, si la

frecuencia de giro de la mquina fuera de 25 Hz (gira a 1500 R.P.M), y en el espectro aparecen picos de

vibracin a 50, 75, 100 Hz, etc., stas son frecuencias armnicas pues se dan a 2, 3 y 4x veces la

frecuencia de giro. La desalineacin y el desequilibrio son fallos tpicos que presentan este patrn de

frecuencias armnicas.

La regin del espectro que se encuentra por debajo de la velocidad de giro recibe el nombre de

zona subsncrona, y si se obtienen picos de vibracin en esta zona, se dice entonces que el espectro

contiene frecuencias subarmnicas. Cuando en el espectro aparecen estas frecuencias, suele ser

sntomas de problemas mecnicos, identificndose la presencia de holguras.

Adems, en un grupo de bombeo, las frecuencias subsncronas podran ser el indicio de

problemas hidrulicos, como es el caso de inestabilidad en los rodamientos e inestabilidad hidrulica

originada por un mal diseo en la geometra de la impulsin de la bomba. A veces, la frecuencia natural

del rotor se encuentra en un rango de frecuencias de 0,7 a 0,85x pudiendo originar resonancia, si se

excita dicha frecuencia natural.

La frecuencia natural de un sistema es aquella frecuencia que tiene una tendencia o facilidad

para vibrar. Todo sistema posee una o varias frecuencias naturales de forma que al ser excitadas se

producir un aumento importante de vibracin llamada resonancia. La frecuencia natural o frecuencia

propia es una caracterstica intrnseca del sistema en cuestin, puesto que depende de la rigidez y masa

del sistema.

Por ltimo, en un espectro aparecen frecuencias llamadas no sncronas, que son aquellas que

no son mltiplos enteros de la velocidad de giro. Por ejemplo, una frecuencia no sncrona pudiese ser la

presencia de un pico de vibracin a 87,5 Hz si la frecuencia de giro es de 25 Hz, lo que correspondera a

un 3,5x. La aparicin de ests frecuencias suele dar pie a problemas derivados en rodamientos, puesto

que giran a una velocidad distinta a la de sincronismo. Otro ejemplo tpico sera el caso de presencia de

vibracin a travs de la bancada de mquinas adyacentes. A su vez, existen armnicos de frecuencias no

sncronas. Por ejemplo si se tiene una frecuencia a 3,6x y otra a 7,2x, entonces esta ltima es un

armnico de la primera. En un ejemplo tpico de fallo en rodamientos en la pista interna, suele aparecer

en el espectro la frecuencia no sncrona BPFI y su armnico 2 x BPFI (BPFI = frecuencia de falla pista

interna).

En la figura 3.6 se representa un espectro donde se muestran cada uno de los tipos de

frecuencias que se han comentado.



Figura 3.6. Frecuencias de un espectro y su nomenclatura.

Por tanto, es muy importante conocer la velocidad de giro de la mquina, puesto que en

funcin de esta velocidad se podrn analizar las frecuencias armnicas de ests, subsncronas y las no

sncronas, pudiendo entonces identificar que componente est siendo afectado, evaluando as las

posibilidades de falla en funcin de la severidad de amplitud de vibracin presentada.

Cuando se est analizando un espectro, para saber si lo que se ve en l es un indicio de algn

fallo, sera conveniente comparar estos resultados respecto a un espectro anterior de la misma mquina

el cual me garantizaba que la mquina estaba en perfectas condiciones, pudiendo analizar ms

fcilmente la severidad del dao. En base a esta comparacin se actuar de una manera u otra, es lo que

se conoce como histrico del funcionamiento de la mquina. Tambin existen normas para saber la

severidad de la amplitud de vibracin que se da a una frecuencia determinada y en base a esta decidir si

la mquina est en perfecto estado o por el contrario habra que actuar sobre ella (mantenimiento

predictivo) [4].

3.2. DETECCIN Y DIAGNSTICO DE FALLOS MEDIANTE ANLISIS DE VIBRACIONES.

En este apartado se vern los fallos ms tpicos dados en grupos de bombeo (conjunto motor-

bomba) que pueden diagnosticarse con el anlisis espectral de vibraciones. Cada fallo lleva consigo un

espectro caracterstico el cual ser imprescindible para evaluar un diagnstico de la mquina.

En la figura 3.7 se representa de forma esquemtica un grupo de bombeo. Los fallos ms

comunes en estas mquinas rotativas son de origen mecnico, elctrico e hidrulico, pudiendo tambin

darse casos de fallos asociados a problemas estructurales, dados por la excitacin de frecuencias

propias. Los fallos de origen hidrulico derivan de la bomba, siendo un ejemplo tpico la cavitacin,

mientras que los de origen elctrico provienen del motor. A nivel de conjunto, se dan los fallos

mecnicos y estructurales, debidos principalmente al acoplamiento existente entre el motor y la bomba.



An as, puede que independientemente, en alguno de los dos equipos entre se exciten frecuencias

propias, lo cual debe impedirse pues supondra el fallo catastrfico del conjunto.

Figura 3.7. Esquema Motor-Bomba.

La mayora de los problemas de origen mecnico que se dan en mquinas a baja frecuencia se

deben fundamentalmente a desequilibrio, desalineacin y holguras. Sin embargo, existen otros fallos

que pueden presentarse y que a veces se llega a confundir con uno de estos tres ltimos, puesto que los

sntomas que presentan son similares. Es por ello que habr que profundizar mediante la aplicacin de

pruebas adicionales si fuese necesario para poder diferenciar si se trata de un problema u otro, que son

el anlisis de fases, anlisis en el dominio del tiempo y el anlisis orbital [5].

3.2.1. FALLOS DE ORIGEN MECNICO.

3.2.1.1. DESEQUILIBRIO.

El desequilibrio de masas es una de las causas ms comunes de vibracin en mquinas

rotativas, y por ende, de grupos de bombeo.

Se produce en los ejes de rotacin cuando el centro de giro y el centro de masa no coinciden,

generndose una fuerza centrfuga excitadora proporcional al cuadrado de la velocidad de giro, lo que

tiene como consecuencia que la vibracin aumente cuando la velocidad de giro de la mquina aumenta.

El desequilibrio puede producirse por las siguientes causas:

- Acumulacin de suciedad.



- Excentricidad del rotor.

- Errores de mecanizado.

- Falta de homogeneidad debido a porosidad, rechupes internos, etc.

- Flexiones permanentes en ejes largos y flexiones trmicas.

- Distribucin de masas desigual en barras y espiras del rotor en motores elctricos.

- Prdidas de contrapesos de equilibrado.

- Erosin, corrosin y precipitacin de cal en rodetes.

En el anlisis espectral, el desequilibrio se identifica por la aparicin de un pico de vibracin

importante a la velocidad de giro del rotor 1x RPM del rotor, siendo lo ms habitual que sea el pico

dominante en el espectro. En la figura 3.8se muestra dos espectros de una misma mquina en la que

puede apreciarse un problema de desequilibrio(grfica de la derecha) y de indicio del mismo (grfica de

la izquierda) puesto que la amplitud de vibracin obtenida no resulta ser alarmante para actuar al

respecto, sin embargo hay que seguir su evolucin para evitar que la amplitud aumente y pueda

ocasionar daos en la mquina.

Figura 3.8. Espectro tpico de desequilibrio.

El desequilibrio puede influir en otros fallos como por ejemplo en el caso de holguras,

amplificando su severidad.

Por tanto, el desequilibrio se caracteriza principalmente por un aumento de la vibracin en su

valor global presentando en su medida espectral un pico de vibracin dominante a la frecuencia 1x RPM

del rotor, cuya severidad depende de la mquina y suele ir acompaado de un ruido espectral bajo.

En una mquina en la que aparece un problema de desequilibrio, se encuentra un aumento de

la amplitud de vibracin en las medidas radiales, mientras que las medidas de vibracin axial pueden

permanecer bajas, no sucediendo esto en mquinas con rotor en voladizo, pues en esta configuracin se

aprecia un aumento de la amplitud de la vibracin en la direccin axial.

La deteccin del desequilibrio en la medida espectral se realiza mediante la configuracin de

una banda frecuencial con un ancho de 0,8x a 1,2x. Dicha banda es configurada en el software de

anlisis de vibraciones (Emonitor), cuya finalidad es detectar automticamente si el equipo presenta o

no sntomas de desequilibrio dependiendo del valor de la amplitud medida en dicha frecuencia. El

seguimiento de los valores medidos en esta banda ser el primer sntoma de que la mquina puede

estar sufriendo un desequilibrio. Hay que tener cuidado en el caso de grupos de bombeo que trabajen

con variador de frecuencia, puesto que esto hace variar la frecuencia de giro, pudiendo obtener el pico



de vibracin a 1x fuera del rango establecido, puesto que los valores de la banda son constantes. Es

decir, se puede presentar un espectro en el que el pico de vibracin dominante de la velocidad de giro,

se est dando en 0,7x, que en realidad corresponde al 1x, siendo solo efecto del variador de frecuencia.

Por tanto, si esto ocurriese, se saldra del rango establecido, por lo que tan importante es obtener el

resultado grfico como saber analizarlo. En la figura 3.9 se muestra un espectro tpico de desequilibrio

con su correspondiente banda de identificacin [5].

Figura 3.9. Espectro y banda para la deteccin de desequilibrio.

3.2.1.2. DESALINEACIN.

La desalineacin de ejes se produce cuando existe una desviacin de los ejes en el

acoplamiento, siendo las causas ms comunes:

- Dilataciones de los componentes de las mquinas.

- Tensiones procedentes del ensamblaje a tuberas.

- Prdida de sujecin de los componentes de la mquina.

- Medios de montaje insuficiente.

- Deformaciones por problemas de pata coja

El espectro tpico de un problema de desalineamiento es como el mostrado en la figura 3.10, en

el que puede observarse un pico de vibracin a la frecuencia de 2x RPM y 1x RPMprincipalmente,

pudiendo aparecer armnicos superiores a medida que el dao aumenta. Para evaluar la severidad del

dao es conveniente observar que el pico de vibracin obtenido en 2x es mayor que el 75% del pico

obtenido en el 1x, lo que indicara una desalineacin severa.



Figura 3.10. Espectro caracterstico de una desalineacin. Se muestra tambin la banda para la deteccin de dicho

fallo

La configuracin de la banda frecuencial para detectar un posible fallo de desalineamiento en la

medida espectral suele tener un ancho de 1,8x a 2,2x, con el fin de garantizar que la frecuencia del 2x

(que es con la que se identifica el fallo) quede entre dicha franja. De nuevo hay que tener especial

cuidado con los equipos que trabajan con variadores de frecuencia puesto que podra dar lugar a

confusiones a la hora de analizar el espectro, por lo que el analista de vibraciones debe estar dotado del

conocimiento necesario para poder identificar el problema correctamente [5].

La desalineacin puede ser de dos tipos:

a) Desalineacin paralela.

Los ejes del motor y del rotor conducido son paralelos, pero no colineales. Se detecta altas

vibraciones radiales a 2x RPM y a 1x RPM, presentando un desfase de 180 a travs del acople,

tal y como se muestra en la figura 3.11. Al aumentar la severidad se generan picos de vibracin

en armnicos superiores (3x, 4x, etc.).

Figura 3.11. Desalineacin paralela.

b) Desalineacin angular.

Ocurrecuando el eje del motor y el conducido unidos en el acople no son paralelos. Se

caracteriza por altas vibraciones axiales a 1x RPM y a 2x RPM, presentando un desfase de 180



en el acople. En la figura 3.12 se representa de forma esquemtica el efecto de la desalineacin

angular, as como el espectro caracterstico de dicho fallo.

Figura 3.12. Desalineacin angular.

Para detectar algn posible indicio de desalineacin es conveniente medir en cada soporte de

cojinete o rodamiento, a ambos lados del acople, tanto en direccin radial como axial. Tambin es

interesante tomar medidas de fase en dichos puntos, puesto que suele presentarse un desfase de 180

entre ambos lados del acoplamiento, tanto en direccin radial como axial.

Es importante corregir la desalineacin de ejes puesto que puede dar lugar a consecuencias

negativas en la mquina tales como desgaste y calentamiento del acoplamiento, roturas del eje,

sobrecarga de rodamientos, aumento del consumo elctrico, etc.

3.2.1.3. HOLGURAS.

Los problemas de holguras surgen por desajustes entre los componentes de las mquinas o por

desgaste de stos. Existen varios tipos de holguras:

- Por falta de tensin en los pernos de sujecin de la mquina (bancada).

- Por desgaste de los cojinetes o rodamientos.

- Holguras entre el eje y el aro interior del rodamiento.

- Holguras entre el aro exterior del rodamiento y el soporte.

El espectro tpico de un fallo de holguras es el representado por la figura 3.13, donde aparece

vibracin en los armnicos de la velocidad de giro, subiendo el nivel de ruido espectral en caso de tener

holguras severas. La presencia de holguras en la mquina hace aumentar los niveles de vibracin,

valores de 4 o 5 mm/s (en valor global RMS) se considerara elevado si el espectro muestra una amplia

actividad de armnicos de la velocidad de giro. Para diagnosticar indicios de holgura en la medida

espectral se emplea una banda que va desde el 2,8x al 8,2x, evaluando en esta banda la severidad de los

armnicos obtenidos.



Figura 3.13. Espectro caracterstico de fallo de holguras. Puede observarse las bandas espectrales para la deteccin

de desequilibrio, desalineacin y holguras.

Respecto a la medida de la fase, existe un desfase de 180 entre piezas sueltas, lo que es

indicativo de que ambas piezas se encuentran chocando una con la otra. En la forma de onda suelen

aparecer impactos, donde el factor de cresta (cociente entre el valor pico y el valor eficaz rms) se

muestra con un valor elevado [5].

3.2.1.4. EJE DOBLADO.

Este fallo se da cuando existe una curvatura permanente en el eje, produciendo altas vibraciones al girar

tanto en direccin axial como radial. No se debe confundir con el caso de la flexin de un eje bajo carga,

puesto que un eje flectado no es problemtico siempre y cuando se utilicen rodamientos adecuados,

como rodamientos de rtula.

En la medida espectral aparecen picos de vibracin elevados a 1x y 2x, siendo el 1x ms elevado

si la doblez se encuentra en el centro del eje. En el caso de que el doblado se encuentre prximo a un

cojinete, el pico correspondiente al 2x aparecer ms elevado en el espectro.

Se presenta un desfase de 180 entre los soportes del eje doblado en la medida axial y la forma

de onda que se produce en este tipo de fallo es una onda peridica. En la figura 3.14 se representa la

relacin de fases de la vibracin de los soportes de un eje doblado, as como su espectro caracterstico.

Para diagnosticar este problema se necesita las medidas en direccin radial y axial en los dos

soportes de los cojinetes del eje que se sospecha que pudiera presentar este problema. En la mayora de

las veces se suele confundir este problema con la desalineacin, por lo que para realizar un buen

diagnstico es importante no olvidar la medida de la fase entre los soportes de los cojinetes.



Figura 3.14. Relacin de fases eje doblado junto con su espectro caracterstico.

3.2.1.5. ROCES EN EL ROTOR.

Este problema se presenta cuando el rotor choca con alguna parte fija de la mquina de

manera repetitiva, donde el impacto suele aparecer una vez por vuelta.

El valor global de la vibracin aumenta considerablemente en la direccin donde se produce el

golpeteo, presentando niveles altos de vibracin tanto en medida de velocidad (mm/s) como en

aceleracin (g). En el espectro, este fenmeno se manifiesta con la presencia de vibracin en los

primeros armnicos, tal como se observa en la figura 3.15, pudiendo adems aparecer frecuencias

subarmnicas

Figura 3.15. Espectro caracterstico de una mquina que presenta roces de rotor.



Un estudio en la medida de la fase revelar la existencia de un desfase de 180 entre las piezas

que se golpean, pero al no poderse medir directamente la vibracin en el eje con los sensores

habitualmente utilizados (acelermetros), la fase se mide pues entre el soporte del cojinete ms

cercano al punto del roce y la pieza fija que se supone est rozando con el eje. En el dominio del tiempo

se tiene una onda que intenta ser senoidal, pero se trunca, tratndose pues de una onda asimtrica.

Las medidas necesarias para diagnosticar este problema son las habituales, radiales y axiales.

Estas medidas se pueden complementar con otra en la direccin en la que se sospecha que se produce

el golpe del roce. Este problema presenta sntomas similares a los problemas de holgura por lo que es

muy fcil confundirlos.

A veces los roces se producen por dilataciones de los ejes debido al calentamiento durante el

funcionamiento de la mquina, por lo que resulta muy importante realizar una previsin de las

dilataciones del eje [5].

3.2.1.6. GRIETAS EN EL EJE.

Es un problema difcil de detectar mediante anlisis de vibraciones porque la grieta suele ser

importante cuando se detectan cambios en la medida de vibracin, por lo que se suele utilizar otra

tcnica predictiva, concretamente ensayos no destructivos como puede ser la aplicacin de lquidos

penetrantes. En cualquier caso, una grieta en un eje llega a producir un cambio en la disposicin de

masas del rotor y puede detectarse antes de que la avera llegue a ser catastrfica.

Cuando se desarrolla una grieta en un eje, ste pierde rigidez en la direccin perpendicular a la

grieta. En el eje que est bajo carga, se produce pues dos flexiones por vuelta, por tanto en el espectro

aparecer un pico de vibracin correspondiente al 2x, y el valor correspondiente al 1x es inestable.

Como se ha comentado, esta vibracin a 2x viene originada por la prdida de rigidez del eje en la

direccin perpendicular a la grieta, ocasionando una flexin cclica de dos oscilaciones por vuelta.

Hay dos sntomas fundamentales que ayudan a identificar que se est produciendo una grieta

en el eje:

1) Cambios inexplicables en el valor correspondiente al 1x relativos a su amplitud y fase.

2) Aparicin de un pico a 2x.

El primer sntoma que se presenta es un cambio de amplitud y fase en la medida de la vibracin

correspondiente al 1x. Si se dispone de un grfico de espectro en cascada, se podr ver que en las

inmediaciones de la velocidad crtica aumenta el valor de amplitud de 2x. Una vez superada la velocidad

crtica, el valor de vibracin de 2x puede disminuir, pudiendo aparecer picos a 3x y a 4x.

Existen otras circunstancias que suelen dar sntomas parecidos al desarrollo de grietas en el eje

como es el caso de un eje doblado por motivos trmicos, una desalineacin que muestra valores altos

de vibracin a 1x y 2x, etc. En cualquier caso, si el equilibrado no es posible, se debera investigar si la

aparicin de una grieta es la que est provocando dicho fenmeno vibratorio y de confirmarse, su nica

correccin sera la de su sustitucin por otro eje [5].



3.2.1.7. LUBRICACIN.

Cuando la viscosidad del aceite lubricante no es suficiente para separar las partes metlicas en

un cojinete o rodamiento, se producen micro contactos metal-metal que desgastan las parte mviles,

tales como ejes y rodamientos.

En la medida espectral se tiene un aumento de la actividad a alta frecuencia, donde la

severidad depender de la velocidad de giro del eje y de la gravedad del problema, mientras que el

anlisis de fase no aporta informacin para diagnosticar este fallo.

Se recomienda medir la vibracin en el soporte del rodamiento o cojinete lo ms cercano

posible a la zona de carga. Este fallo se detecta mediante una banda de alta frecuencia de aceleracin

(g), cuando se produce el fallo, el valor de esta banda se desva al alza [5].

La correccin de este fallo se consigue al aumentar la viscosidad del aceite lubricante. La

disminucin de la viscosidad se debe a diferentes motivos:

1) Subida de temperatura.

2) Entrada de contaminantes tales como agua o refrigerante.

3) Prdidas de propiedades del aceite por envejecimiento del mismo.

4) Debido a la sobreca

Documents

MEMORIA