Cómo medir el ángulo de fase
Cómo medir el ángulo de fase
🧭 Cómo medir el ángulo de fase: La clave del diagnóstico vibratorio
En el análisis de maquinaria rotativa, la amplitud de la vibración nos indica qué tan grave es el problema, pero el ángulo de fase nos revela dónde se encuentra y qué tipo de falla estamos enfrentando. La fase ($\phi$) es una medida relativa del desplazamiento en el tiempo de una vibración periódica con respecto a un punto de referencia fijo.
📡 1. El sistema de referencia: El «Trigger»
Para medir la fase, es indispensable contar con una señal de referencia o pulso de disparo. Esto se logra mediante:
- Marca de referencia: Se coloca una cinta reflectante, una ranura o una marca física en el eje que pase una vez por revolución.
- Sensor de fase (Tacómetro): Un sensor óptico, láser o inductivo detecta la marca y genera un pulso eléctrico sincronizado con la velocidad de giro.
⏱️ 2. El proceso de medición técnica
El ángulo de fase representa la diferencia angular entre el momento en que el sensor detecta la marca de referencia y el momento en que el transductor de vibración registra el pico máximo (o el cruce por cero) de la señal.
- Captura de señal: El sistema (como el Balanset-1A) recibe simultáneamente la señal del acelerómetro y el pulso del tacómetro.
- Cálculo del retraso: Se mide el tiempo transcurrido entre el pulso del tacómetro y el valor máximo de la onda senoidal de vibración.
- Conversión angular: Ese tiempo se convierte a grados (0° a 360°), definiendo la ubicación del «punto pesado» en el rotor.
📏 3. Convenciones y precisión
Para que los datos sean útiles en procesos de equilibrado o mantenimiento preventivo, se deben seguir reglas estrictas:
- Sentido de giro: Es vital establecer si el ángulo se mide a favor o en contra de la rotación. En equilibrado de campo, lo estándar es contar los ángulos desde la marca de referencia en el sentido de rotación.
- Estabilidad del sensor: Una vez instalado el sensor de fase, no debe moverse durante todo el proceso para evitar errores de lectura.
- Calidad del pulso: La señal del tacómetro debe ser nítida y rápida para evitar variaciones causadas por diferentes niveles de disparo (trigger levels).
💡 4. Aplicaciones en el diagnóstico
Medir la fase permite diferenciar problemas que comparten la misma frecuencia fundamental (1x RPM):
- Desequilibrio: Presenta una fase constante y estable.
- Desalineación: Se identifica por un desfase de 180° a través de un acoplamiento (ya sea en dirección radial o axial).
- Resonancia: Al variar la velocidad, la fase experimenta un cambio drástico de hasta 180° al pasar por la frecuencia natural del sistema.
- Eje doblado: Genera una diferencia de fase de 180° entre los extremos del mismo eje.
Para obtener resultados confiables, la fase debe mostrar una variabilidad menor al 5-10% durante la medición. El uso de analizadores modernos con filtrado síncrono facilita la extracción de este parámetro incluso en entornos con alto ruido mecánico.