Parametros de vibraciones

[pic 1]

[pic 2][pic 3]

Introducción

La vibración es un agente o fenómeno físico complejo que puede producir diversidad de efectos nocivos sobre el cuerpo humano que van desde sensación de incomodidad o molestia hasta efectos en tejidos blandos y sistema circulatorio. Las vibraciones también pueden influir en la capacidad de ejecución de tareas o representar un riesgo para la salud o la seguridad de las personas. Para valorar objetivamente estos efectos es necesario realizar un análisis con gran detalle tanto en el dominio temporal como en el espectral de estos fenómenos.

Las vibraciones mecánicas pueden medirse en todos los ámbitos donde sean producidas siendo relevantes aquellas situaciones donde exista exposición humana, (para fines de salud y legislaciones) ya sea por maquinaria (sistemas HVAC, bombas, compresores, ascensores, etc.), vehículos (tierra, mar y aire), actividades (industriales, ocio, domésticas) y vibraciones estructurales en edificios percibidas por el cuerpo humano. El propósito principal de la medición y análisis de las vibraciones mecánicas es su control y prevención.

Las vibraciones que afectan al cuerpo humano se dividen en dos clases de acuerdo a la parte del cuerpo expuesta: vibraciones en cuerpo completo (de pie y sentado) y vibraciones en mano-brazo o extremidades superiores (principalmente por uso de herramientas eléctricas y manubrios.).

De acuerdo a la normatividad nacional e internacional, las mediciones de vibración deben efectuarse mediante la obtención de la aceleración generada en tres ejes ortogonales. Las señales obtenidas deben ponderarse en frecuencia mediante filtros que representen las funciones de transferencia del cuerpo humano o de las partes expuestas a vibraciones. Finalmente, las señales obtenidas se combinan y analizan para obtener una variedad de parámetros que deben ser comparados contra los límites y recomendaciones establecidas a nivel nacional o internacional, según sea el caso.

Actualmente la instrumentación disponible para este tipo de ensayos puede ser de bajo o alto costo. Los sistemas de bajo costo tienen un bajo desempeño y no cuentan con capacidad de análisis de señales y únicamente deben ser utilizados para mediciones de propósito general que no requieren mayor información ni precisión. Por el otro lado, los sistemas de alto costo, tienen un muy buen desempeño y cuentan con herramientas sofisticadas de análisis, pero su desventaja es el precio. Otro punto importante a mencionar es que la mayoría de los equipos están diseñados para medir de acuerdo a normas internacionales cuyo método no coincide completamente con los procedimientos establecidos en la normatividad nacional vigente, por lo que usualmente se presentan dos situaciones para cumplir con esta necesidad: utilizar un equipo de muy alto costo o usar dos (uno para medición en cuerpo entero y otro para extremidades superiores) con el respectivo coste de ambos.

¿Qué son las Vibraciones Mecánicas?

La vibración es un movimiento oscilatorio, trepidatorio o de vaivén desde una posición de equilibrio hasta otra de posición máxima. Referido también como un movimiento repetitivo   que permite a un cuerpo (elemento, partícula) recuperar repetitivamente su posición original, si el movimiento se repite con todas sus características con valores de magnitud razonablemente semejantes en un cierto intervalo de tiempo, se dice que la vibración es periódica.

Existen dos tipos generales de vibración, Las libres y forzadas. La vibración libre ocurre cuando un sistema oscila bajo la acción de fuerzas inherentes al sistema mismo, es decir no existe ninguna fuerza aplicada o estas son nulas. La vibración forzada es la que ocurre cuando existe excitación de fuerzas externas al sistema, un claro ejemplo de una vibración forzada es la ejercida por la fuerza centrífuga de una masa no compensada de un elemento rotatorio (desbalanceo mecánico).

La vibración es inherente en todo cuerpo rígido, por ejemplo, si se analiza a cualquier máquina, evaluando el movimiento de las partes individuales las cuales rotan, oscilan o tienen movimiento reciprocante, se generan fuerzas sobre partes específicas que generan un desplazamiento del centro de masa de la parte oscilando, al volverse periódicamente reversible en sentido, se dice entonces que está vibrando.

[pic 4]

Parámetros de la vibración

Las características principales que definen una vibración son la amplitud y frecuencia. De la amplitud de vibración puede referirse los parámetros de desplazamiento, velocidad y aceleración.

[pic 5]

Frecuencia de vibración

Es el tiempo (f = 1/T) para completar un ciclo vibratorio, si se requiere de un segundo para completar un ciclo, entonces durante un minuto se repetirá 60 veces o sea 60 ciclos por minuto. En los estudios de análisis de vibración la frecuencia es generalmente expresada en CPM (ciclos por minuto) y u o Hz. Para la determinación de un problema específico, es indispensable conocer cuáles son las frecuencias de vibración (basándose en el hecho de que los diferentes problemas que afectan a la maquinaria rotativa provocan frecuencias distintas). Los diferentes problemas que dan lugar a las fuerzas de vibración, son generadas por el movimiento rotativo de los componentes de la maquinaria, siendo de tal manera que dichas fuerzas cambiaran tanto el sentido como la intensidad medida de las piezas que se encuentran sometidas a esfuerzos o desgaste, induciendo cambios que modifican la operación de la máquina, como resultado de lo anterior la vibración dependerá de las piezas o elementos que cambiaron sus condiciones iniciales así como de la velocidad de operación, siendo de esta manera que conociendo las particularidades de los diferentes elementos de la máquina y la frecuencia de vibración, se puede identificar la causa del origen de la vibración.

...