Vibrómetro

¿Qué es un vibrómetro?

Un vibrómetro (también llamado medidor de vibraciones) es un instrumento de medida que capta el movimiento oscilatorio de una pieza giratoria mediante un sensor —normalmente un acelerómetro— y lo convierte en un valor numérico que el técnico puede leer y comparar con un límite admisible. A diferencia de un analizador de vibraciones, que descompone la señal en su espectro de frecuencias para diagnosticar la causa, el vibrómetro responde primero a una pregunta más básica pero esencial: ¿cuánto vibra esta máquina y está dentro de lo aceptable?

El sensor mide aceleración, pero el vibrómetro la integra para entregar la velocidad de vibración, que es la magnitud que mejor correlaciona con el daño mecánico en la mayor parte del rango de frecuencias industrial. Por eso las normas internacionales de severidad de vibración (ISO 10816 / ISO 20816) se expresan en mm/s de velocidad RMS.

Fig. 1. El modo Vibrómetro del Balanset-1A: la unidad de medición USB de dos canales con sus acelerómetros y el sensor láser de fase.

Qué magnitud mide un vibrómetro y por qué en mm/s

La vibración puede describirse mediante tres magnitudes relacionadas, y la elección depende de la frecuencia de interés:

La velocidad de vibración es la elegida como indicador de severidad porque a igualdad de valor en mm/s la energía vibratoria que castiga rodamientos y estructura es comparable en un amplio rango de revoluciones. El vibrómetro entrega el valor RMS (valor eficaz), que representa el contenido energético real de la señal y no solo un pico puntual.

El Balanset-1A mide la velocidad de vibración RMS en el rango de 0,02 a 80 mm/s dentro de la banda de 5 a 200 Hz, exactamente la magnitud que las normas de severidad evalúan.

Medición de RPM (velocidad de giro)

Conocer las revoluciones es imprescindible para interpretar la vibración: el componente que vibra una vez por vuelta (1x) es la firma del desequilibrio. El vibrómetro determina las RPM mediante un sensor óptico de fase (tacómetro láser) que detecta una marca reflectante adherida al rotor. El Balanset-1A mide la velocidad de rotación en un rango muy amplio, de 100 a 100 000 RPM, lo que cubre desde ventiladores lentos hasta husillos de alta velocidad.

Medición de la fase (±1°)

La fase es el ángulo entre la marca de referencia del rotor y el instante de máxima vibración. Es lo que permite localizar el «punto pesado» y, por tanto, lo que hace posible el equilibrado. Sin fase solo se sabe cuánto vibra la máquina; con fase se sabe dónde está la masa que provoca la vibración. El Balanset-1A mide la fase de la vibración en todo el rango de 0 a 360° con un error de tan solo ±1°.

El modo «Vibrómetro» del Balanset-1A

El Balanset-1A es un dispositivo portátil, de dos canales y basado en PC: la unidad de interfaz USB (con preamplificadores, integradores y conversor analógico-digital) se conecta a un portátil con Windows, donde el software presenta las lecturas. Entre sus funciones incluye un modo dedicado de medición llamado «Vibrómetro», que permite vigilar el estado de una máquina sin realizar equilibrado.

En este modo, el software muestra de forma periódica:

• V1s, V2s — el valor RMS de la vibración global en los canales 1 y 2 (mm/s).
• V1o, V2o — el valor RMS del componente 1x (a la frecuencia de giro) en cada canal.
• F1, F2 — la fase del componente 1x en cada canal.
• N rev — la velocidad de rotación (RPM).

Al ser de dos canales, el Balanset-1A puede medir simultáneamente en los dos apoyos del rotor, lo que adelanta información valiosa: si la vibración predomina en un extremo o si ambos apoyos vibran en fase o en oposición. Además, el modo Vibrómetro ofrece la forma de onda y el espectro FFT, así como un gráfico de irregularidad de velocidad y una curva de parada (rundown), prestaciones propias de un vibroanalizador.

Fig. 2. Medición de vibración in situ con el Balanset-1A: el acelerómetro montado sobre el apoyo capta la velocidad de vibración mientras el sensor láser lee las RPM y la fase.

Cómo tomar una medición paso a paso

1. Instale los sensores de vibración. Fije los acelerómetros sobre los apoyos de rodamientos (con base magnética o perno) y conéctelos a las entradas X1 y X2 de la unidad USB. Para una sola medición basta el canal 1.
2. Prepare la referencia de fase. Adhiera una marca reflectante en el rotor y apunte el sensor láser de fase hacia ella; conéctelo a la entrada X3. Esto habilita la medida de RPM y fase.
3. Abra el modo. En la ventana principal del programa pulse «F5 – Vibrómetro». Aparece la ventana de medición que mostrará periódicamente V1s/V2s, V1o/V2o, F1/F2 y N rev.
4. Arranque la medición. Con la máquina en su régimen de trabajo, pulse «F9 – Run». Las lecturas se actualizan de forma continua; deje que se estabilicen.
5. Anote el valor. Registre la velocidad RMS global (V1s, V2s) en mm/s; es el dato que se compara con los límites de severidad. Anote también el 1x y la fase si va a diagnosticar desequilibrio.
6. Salga. Pulse «F10 – Exit» para volver a la ventana principal. Las mediciones pueden guardarse en el archivo para generar informes.

Cómo interpretar el valor: las zonas ISO 10816

Un número en mm/s solo cobra sentido al compararlo con un criterio. La referencia universal es ISO 10816 / ISO 20816, que clasifica la velocidad de vibración RMS en cuatro zonas de severidad. Los límites exactos dependen de la clase de máquina (potencia, tipo de soporte rígido o flexible); la tabla siguiente es una guía orientativa típica para máquinas medianas:

Importante: el Balanset-1A mide la velocidad RMS que estas normas evalúan, pero no «certifica» el cumplimiento normativo. La clasificación final corresponde al técnico según la clase de máquina concreta.

Del valor al diagnóstico: síntoma → causa

Una vez medida la vibración, la combinación de amplitud, frecuencia y fase orienta la causa. El vibrómetro mide; el análisis interpreta:

Cuando el patrón apunta a desequilibrio —vibración a 1x con fase repetible—, el mismo Balanset-1A pasa del modo Vibrómetro al modo de equilibrado en uno o dos planos, calcula la masa y la posición de los contrapesos y verifica la corrección. Para confirmar que la vibración elevada se debe realmente al desequilibrio, conviene un diagnóstico de vibraciones previo basado en el espectro FFT.

Vibrómetro, analizador y equilibrador: tres herramientas en un equipo

Conviene no confundir tres funciones que el Balanset-1A integra en un solo instrumento portátil:

• Vibrómetro — mide la severidad (mm/s RMS), RPM y fase. Responde «¿cuánto vibra?».
• Analizador (FFT) — descompone la señal en frecuencias. Responde «¿por qué vibra?».
• Equilibrador — calcula y verifica los contrapesos. Responde «¿cómo lo arreglo?».

Esta combinación es la ventaja del enfoque basado en PC: con la misma unidad USB de dos canales, los acelerómetros y el sensor láser, el técnico mide, diagnostica y equilibra in situ, sin desmontar el rotor de la máquina. El equipo pesa menos de 5 kg en su maletín y opera entre 5 y 50 °C, apto para trabajo de campo.

Fig. 3. Del vibrómetro al equilibrado: tras medir la vibración de la centrífuga, el Balanset-1A calcula los contrapesos y verifica la reducción del valor en mm/s.

Para profundizar, consulte también nuestra guía de diagnóstico de vibraciones, donde se explica cómo pasar de la medición al análisis de causa raíz.

Aplicaciones típicas del vibrómetro

Medir la velocidad de vibración con un vibrómetro es la base del mantenimiento predictivo de cualquier máquina rotativa. El Balanset-1A se emplea en:

• Ventiladores y sopladores industriales, donde la suciedad acumulada eleva la vibración 1x.
• Bombas y rodetes, para vigilar el estado antes de que falle el sello mecánico.
• Motores eléctricos, especialmente tras un rebobinado.
• Husillos de máquina-herramienta, que exigen precisión y altas RPM.
• Trituradoras, centrífugas, turbinas y maquinaria agrícola con rotores expuestos a desgaste.

En todos estos casos, una medición periódica de mm/s detecta a tiempo el deterioro y evita paradas no planificadas.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un vibrómetro?

Un vibrómetro es un instrumento que mide la intensidad de la vibración de una máquina. Su magnitud principal es la velocidad de vibración RMS, en mm/s. Muchos vibrómetros, como el modo Vibrómetro del Balanset-1A, miden además las RPM y la fase de la vibración 1x.

¿Qué magnitud mide y en qué unidad?

La magnitud de referencia para la severidad es la velocidad de vibración RMS, en mm/s, dentro de la banda de 5 a 200 Hz, conforme al enfoque de las normas ISO 10816 / ISO 20816. El Balanset-1A la mide en el rango de 0,02 a 80 mm/s.

¿Cuántos mm/s de vibración son aceptables?

Depende del tipo y tamaño de la máquina. Como referencia general (ISO 10816) para muchas máquinas medianas: por debajo de 1,8 mm/s es bueno; de 1,8 a 4,5 mm/s aceptable; de 4,5 a 7,1 mm/s insatisfactorio; y por encima de 7,1 mm/s inadmisible.

¿Para qué sirve medir la fase?

La fase indica la posición angular del punto pesado del rotor respecto a una marca de referencia. Junto con la amplitud permite distinguir el desequilibrio de otras causas y es imprescindible para calcular los contrapesos. El Balanset-1A mide la fase con un error de ±1°.

¿El Balanset-1A es un vibrómetro autónomo?

No. Es un dispositivo portátil de dos canales basado en PC: la unidad USB con los sensores se conecta a un portátil con Windows, donde el software muestra las lecturas. Funciona como vibrómetro, analizador y equilibrador en un mismo equipo.