Vibraciones

INTRODUCCIÓN

La medición y análisis de vibraciones es utilizado, en conjunto con otras técnicas, en todo tipo de industrias como técnica de diagnóstico de fallas y evaluación de la integridad de máquinas y estructuras. En el caso de los equipos rotatorios, la ventaja que presenta el análisis vibratorio respecto a otras técnicas como tintas penetrantes, radiografía, ultrasonido, etc., es que laevaluación se realiza con la máquina funcionando, evitando con ello la pérdida de producción que genera una detención.

El objetivo de este trabajo es realizar una introducción a las diferentes técnicas, y equipos de instrumentación existentes en la actualidad, para realizar la medición de Vibración Mecánica en diferentes sistemas o maquinarias, tales como máquinas rotatorias, tuberías defluidos etc. Se describen los conceptos relacionados con la medición de vibración, los diferentes transductores y sus principios de funcionamiento, sus aplicaciones, sus ventajas y desventajas y algunas de las opciones comerciales en cuanto a los sistemas de adquisición de datos para estos transductores disponibles en el mercado.

1. Concepto de Vibración
Se dice que un cuerpo vibra cuandoexperimenta cambios alternativos, de tal modo que sus puntos oscilen sincrónicamente en torno a sus posiciones de equilibrio, sin que el campo cambie de lugar.
Como otro concepto de vibración, se puede decir que es un intercambio de energía cinética en cuerpos con rigidez y masa finitas, el cual surge de una entrada de energía dependiente del tiempo.
Este intercambio de energía puede ser producido por:• Desequilibrio en maquinas rotatorias
• Entrada de Energía Acústica
• Circulación de Fluidos o masas
• Energía Electromagnética

Clasificación De Las Vibraciones
Las vibraciones son libres cuando no existen fuerzas o acciones exteriores directamente aplicadas al sistema a lo largo del tiempo.
Las vibraciones son forzadas cuando existen acciones o excitaciones directamente aplicadas alsistema a lo largo del tiempo, además de las fuerzas o momentos internos.
Tanto las vibraciones libres como las forzadas pueden subdividirse, dependiendo de la existencia o no de fuerzas resistentes que amortiguan el movimiento vibratorio, en:
* Sin amortiguamiento. No existe resistencia pasiva al movimiento del sistema.
* Con amortiguamiento. Existen resistencias pasivas al movimiento delsistema, es decir, fuerzas o momentos disipativos que amortiguan el movimiento vibracional.

Vibraciones Libres Sin Amortiguamiento
En este tipo de vibraciones se cumple el principio de la conservación de la energía mecánica, es decir, la suma de la energía cinética y el potencial elástico es constante e igual a la energía total comunicada inicialmente al sistema

Vibraciones Libres ConAmortiguamiento
En todos los movimientos oscilantes reales, se disipa energía mecánica debido a algún tipo de fricción o rozamiento, de forma que dejado libremente a sí mismo, un muelle o péndulo finalmente deja de oscilar. Este movimiento se denomina amortiguado y se caracteriza porque tanto la amplitud como la energía mecánica disminuyen con el tiempo.

Se presentan tres casos posibles:
a)Amortiguamiento supercrítico:
El sistema no oscila, simplemente vuelve a la posición de equilibrio, cuanto mayor es el amortiguamiento, más tiempo tarda el sistema en alcanzar la posición de equilibrio.

b) Amortiguamiento crítico:
El sistema vuelve a la posición de equilibrio en el tiempo más breve posible sin oscilación. El amortiguamiento crítico tiene una importancia especial porque separa losmovimientos aperiódicos (no oscilatorios) de los oscilatorios amortiguados. Es decir, el valor crítico es la menor cantidad de amortiguamiento para que el sistema no oscile. En muchas aplicaciones prácticas se utiliza un amortiguamiento crítico, o próximo al crítico, para evitar vibraciones y conseguir que el sistema alcance el equilibrio rápidamente.

c) Amortiguamiento subcrítico:
En las...