Definición de vibración

La vibración es una oscilación mecánica en torno a una posición de referencia. Es la variación, normalmente con el tiempo, de la magnitud de una cantidad con respecto a una referencia específica cuando dicha magnitud se hace alternativamente más grande y más pequeña que la referencia.

La vibración es el resultado de fuerzas dinámicas en las máquinas o estructuras que tienen partes en movimiento o sometidas a acciones variables. Las diferentes partes de la máquina vibrarán con distintas frecuencias y amplitudes. La vibración puede causar molestias y fatiga.

Se dice que un cuerpo vibra cuando describe un movimiento oscilante sobre una posición de referencia. El número de veces que un ciclo de movimiento completo tiene lugar durante el período de un segundo se denomina Frecuencia y se mide en hercios (Hz).

El movimiento puede consistir en un solo componente que ocurre en una sola frecuencia, como en un diapasón, o en varios componentes que ocurren en diferentes frecuencias simultáneamente, como, por ejemplo, con el movimiento del pistón de un motor de combinación interno.

Señales de vibración

Las señales de vibración en la práctica por lo general consisten en muchas frecuencias que ocurren simultáneamente, de modo que no podemos ver de forma inmediata simplemente observando el patrón de tiempo de amplitud, cuántos componentes hay y en qué frecuencias ocurren.

Estos componentes pueden ser revelados trazando la amplitud de la vibración contra la frecuencia. La descomposición de las señales de vibración en componentes de frecuencia individuales se denomina análisis de frecuencia, una técnica que puede considerarse la piedra angular de las mediciones de diagnóstico de vibración. El gráfico que muestra el nivel de vibración en función de la frecuencia se denomina espectrograma de frecuencia.

Cuando se analizan las vibraciones de la máquina, normalmente encontramos una serie de componentes prominentes de frecuencia periódica que están directamente relacionados con los movimientos fundamentales de varias partes de la máquina. Con el análisis de frecuencia, por lo tanto, somos capaces de rastrear la fuente de vibración indeseable.

¿De dónde surgen las vibraciones?

En la práctica es muy difícil evitar las vibraciones. Por lo general, se producen debido a los efectos dinámicos de las tolerancias de fabricación, las holguras, el contacto entre el rodillo y el roce entre las partes de la máquina y las fuerzas desequilibradas en los miembros rotativos y recíprocos.

A menudo, pequeñas vibraciones insignificantes pueden excitar las frecuencias de resonancia de algunas otras partes estructurales y ser amplificadas en grandes

Sin embargo, en ocasiones la vibración mecánica realiza un trabajo útil. Por ejemplo, generamos vibraciones intencionalmente en alimentadores de componentes, compactadores de concreto, baños de limpieza por ultrasonidos, taladros de roca y impulsores de pilotes. Las máquinas de prueba de vibración se utilizan ampliamente para impartir un control de nivel de energía de vibración a productos y subconjuntos donde se requiere examinar su respuesta física o funcional y determinar su resistencia a los entornos de vibración.

Un requisito fundamental en todo trabajo de vibración,

Ya sea en el diseño de máquinas que utilizan sus energías o en la creación y mantenimiento de productos mecánicos que funcionan sin problemas, es la capacidad de obtener una descripción precisa de la vibración mediante medición y análisis.

Cuantificando el nivel de vibración

La amplitud de la vibración, que es la característica que describe la severidad de la vibración, se puede cuantificar de varias maneras. En el diagrama, se muestra la relación entre el nivel pico a nivel máximo, el nivel máximo, el nivel promedio y el nivel RMS de una onda sinusoidal.

El valor de pico a pico es valioso porque indica la excursión máxima de la onda, una cantidad útil en la que, por ejemplo, el desplazamiento vibratorio de una pieza de la máquina es crítico para las consideraciones de tensión máxima o espacio mecánico.

El valor máximo es particularmente valioso para indicar el nivel de los choques de corta duración, etc. Pero, como se puede ver en el dibujo, los valores máximos solo indican qué nivel máximo se ha producido, no se tiene en cuenta el historial de tiempo de la ola.

El valor promedio rectificado, por otro lado, toma en cuenta el historial de tiempo de la ola, pero se considera de interés práctico limitado porque no tiene relación directa con ninguna cantidad física útil.

El valor RMS es la medida más relevante de la amplitud porque toma en cuenta el historial de tiempo de la onda y proporciona un valor de la amplitud que está directamente relacionado con el contenido de energía y, por lo tanto, con las capacidades destructivas de la vibración.

Los Parámetros de Vibración, Aceleración, Velocidad y Desplazamiento.

Unidades de medida

Cuando observamos la horquilla vibratoria de sintonización, consideramos la amplitud de la onda, ya que el desplazamiento físico de la horquilla termina a cada lado de la posición de reposo.

Además del desplazamiento, también podemos describir el movimiento del brazo de la horquilla en términos de su velocidad y su aceleración. La forma y el período de la vibración siguen siendo los mismos, ya sea el desplazamiento, la velocidad o la aceleración lo que se está considerando. La principal diferencia es que hay una diferencia de fase entre las curvas de amplitud y tiempo de los tres parámetros, como se muestra en el dibujo.

Para señales sinusoidales, el desplazamiento, la velocidad y las amplitudes de aceleración están relacionadas matemáticamente por una función de frecuencia y tiempo, esto se muestra gráficamente en el diagrama. Si se descuida la fase, como ocurre siempre al realizar mediciones de tiempo promedio, el nivel de velocidad se puede obtener dividiendo la señal de aceleración por un factor proporcional a la frecuencia, y el desplazamiento se puede obtener dividiendo la señal de aceleración por un factor Proporcional al cuadrado de frecuencia. Esta división es realizada por integradores electrónicos en la instrumentación de medición.

Los parámetros de vibración se miden casi universalmente en unidades métricas de acuerdo con los requisitos de ISO, estos se muestran en la tabla. La constante gravitacional “g” todavía se usa ampliamente para los niveles de aceleración, aunque está fuera del sistema ISO de unidades coherentes.

Afortunadamente, un factor de casi 10 (9,81) relaciona las dos unidades, de modo que la conversión mental dentro del 2% es una cuestión simple.


Brüel & Kjaer, Books. “Measuring vibration”.[documento en línea: http://www.bksv.com/doc/br0094.pdf; acceso: 15 de marzo de 2015]

ANÁLISIS MODAL OPERACIONAL: TEORÍA Y PRÁCTICA. “2 Conceptos de vibraciones” [documento en línea: http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/3828/fichero/Cap%C3%ADtulos%252F2+Conceptos+de+vibraciones.pdf; acceso: 15 de marzo de 2015]

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