vibracioens

1. VIBRACIONES MECÁNICAS
DrC. Julio Nolberto Pérez Guerrero

2. NIVELES ACEPTABLES DE VIBRACIÓN
SUMARIO
➢Criterios de vibraciones aceptables.
OBJETIVO
➢Conocer cuales son niveles aceptables de vibraciones de la
maquinaria y el cuerpo humano.

3. INTRODUCCIÓN
CONOCER LOS NIVELES
ACEPTABLES DE VIBRACIÓN
• nomógrafo de vibración y
• los criterios de vibración,
Eliminar o reducir los niveles de
vibración.
MÉTODOS PARA ELIMINAR/REDUCIR
LA VIBRACIÓN EN LA FUENTE U
ORIGEN.
➢ BALANCEO: de máquinas rotatorias;
(balanceo en uno o dos planos) y motores
reciprocantes.
➢MEJORANDO LA FABRICACIÓN:
Reducción de la vibración provocada por
impactos debidos a holguras en las juntas de
máquinas y mecanismos.
MÉTODOS PARA REDUCIR LA TRANSMISIÓN DE
VIBRACIÓN
➢ Cambio de la frecuencia natural del sistema cuando no se puede
modificar la frecuencia forzada.
➢ Uso de mecanismo disipador de potencia con la adición de
amortiguadores hidráulicos o materiales viscoelásticos.
➢ Designación de un aislador que cambie la rigidez/amortiguamiento
del sistema.
➢ Aplicación de una técnica de control activa.
➢ Designación de un absorbedor de vibración con la adición de una
masa auxiliar para absorber la energía de vibración de la masa
origina

4. NIVELES ACEPTABLES DE VIBRACIÓN
Los niveles aceptables de vibración se suelen especificar en función de
la respuesta de un sistema no amortiguado de un sólo grado de
libertad sujeto a vibración armónica
Los LÍMITES ACEPTABLES DE VIBRACIÓN se muestran en una gráfica,
llamada NOMÓGRAFO DE VIBRACIÓN, la cual muestra las AMPLITUDES
DE DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACIÓN de las vibraciones
de con respecto a la frecuencia de vibración.

5. CARACTERÍSTICAS ESTADÍSTICAS DE LAS SEÑALES
Como la vibración que recibe
un humano o a una máquina
se compone de muchas
frecuencias, los valores de la
raíz cuadrada de la media de
los cuadrados de x(t), v(t) y
a(t) se utilizan en la
especificación de niveles de
vibración.
RMS (root- mean-square, -media
cuadrática) es la medida más relevante de la
amplitud porque tiene en cuenta la historia
de la señal y proporciona un valor que está
directamente relacionado con el contenido
energético de la vibración, y por tanto con
su capacidad destructiva.

6. UNIDADES
Según la ISO
Desplazamiento m, mm, μm
Velocidad m/s, mm/s
Aceleración m/𝑠2, mm/𝑠2
Frecuencia. Número de ciclos en un
segundo
Hz
Velocidad ( frecuencia) angular, rad/s
Decibelios Adimensional

7. • El decibelio (dB) se utiliza para describir los niveles de las vibraciones, es decir la presión de la onda, sonido. Es
una escala logarítmica que expresa la relación entre un valor y otro de referencia, y por tanto no tiene
dimensiones. El dB valor no se suele usar en la medida de vibraciones. Se determina como:
UNIDADES
Valores de referencia para los decibelios según ISO R-1683.
donde a es el valor medido de la aceleración y 𝑎𝑟𝑒𝑓 es el valor de referencia

8. Para el movimiento armónico
NOMÓGRAFO DE VIBRACIÓN
donde 𝜔 es la frecuencia circular (rad/s), 𝑓 es la frecuencia lineal en ciclos por segundos (Hz) y X es la amplitud de
desplazamiento. En este caso para los valores máximos de desplazamiento X, velocidad 𝑣𝑚𝑎𝑥 y aceleración 𝑎𝑚𝑎𝑥 se
determina mediante las expresiones:

9. NOMÓGRAFO DE VIBRACIÓN
Escribiendo las ecuaciones anteriores en base a los logaritmos, se tiene que
con un valor constante de la amplitud de desplazamiento (X), la
ecuación muestra que ln 𝑣𝑚𝑎𝑥 es la ecuación de una recta.
Para un valor constante de la amplitud de aceleración 𝑎𝑚𝑎𝑥 la
ecuación del ln 𝑣𝑚𝑎𝑥 varía como una línea recta con pendiente
negativa
Con estas ecuaciones para la velocidad, para diferentes valores de desplazamiento máximo y aceleración máximo,
se determinan las velocidades y se construyen las curvas que conforman un nomógrafo de vibración. En el
nomógrafo cada punto indica una vibración senoidal (armónica) específica.

10. NOMÓGRAFO DE VIBRACIÓN
La escala logarítmica
• puede cubrir un rango de
frecuencias mucho más
amplio,
• los números son más
cómodos de manejar y cada
década recibe la misma
importancia.
• Comprime el efecto de las
fluctuaciones aleatorias en
la señal, en la máquina y las
debidas al ruido.
• las bajas frecuencias
aparecen expandidas y las
altas frecuencias
comprimidas.

11. EJEMPLOS DE DISTINTAS INTENSIDADES DE SONIDOS EXPRESADAS EN DB:
180 dB: Cohete al despegar
140 dB: Motor de un avión a reacción al despegar
120 dB: Banda de rock
110 dB: Trueno fuerte
90 dB: Tráfico en la ciudad
80 dB: La radio a un volumen alto
60 dB: Conversación normal
30 dB: Susurro suave
0 dB: El sonido más bajo que una persona percibe
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) el oído humano puede tolerar 55 decibeles
sin ningún daño a su salud. Y dependiendo del tiempo de exposición, ruidos mayores a los
60 decibeles pueden provocarnos malestares físicos.

12. • Vibraciones atómicas: Frecuencia 1012
Hz, amplitud de desplazamiento=10−8
a 10−6
mm.
• Microsismos o temblores menores de la corteza terrestre: frecuencia=0.1 a 1 Hz,
amplitud del desplazamiento= 10−5
a 10−3
mm. Esta vibración también indica el
umbral de perturbación de equipo óptico, electrónico y de cómputo.
• Vibración de maquinaria y edificios: frecuencia= 10 a 100 Hz, amplitud de
desplazamiento= 0.01 a 1 mm. El umbral de percepción humana cae dentro del rango
de frecuencia de 1 a 8 Hz.
• Oscilación de edificios altos: rango de frecuencia= 0.1 a 5 Hz, amplitud de
desplazamiento= 10 a 1 000 mm.
RANGOS USUALES DE VIBRACIÓN ENCONTRADOS EN DIFERENTES APLICACIONES CIENTÍFICAS Y
DE INGENIERÍA

13. • Este evalúa la severidad de la vibración de maquinaria rotativa a través de mediciones
efectuadas en planta en partes no giratorias de las mismas.
• Los criterios de vibración de este estándar se aplican a un conjunto de
máquinas con potencia superior a 15 kW y velocidad entre 120 RPM y 15.000
RPM.
• Los criterios son sólo aplicables para vibraciones producidas por la propia máquina y no para
vibraciones que son transmitidas a la máquina desde fuentes externas.
• El valor eficaz (RMS) de la velocidad de la vibración se utiliza para determinar la condición de la
máquina. Este valor se puede determinar con casi todos los instrumentos convencionales para
la medición de vibración.
NORMAS ISO 10816 PARA EL ANÁLISIS DE SEVERIDAD DE VIBRACIONES
Norma ISO 10816:

14. La severidad de la vibración de las maquinas se clasifica conforme a los siguientes parámetros:
• Tipo de máquina.
• Potencia o altura de eje.
• Flexibilidad del soporte.
Clasificación de acuerdo al tipo de máquina, potencia o altura de eje. Las significativas
diferencias en el diseño, tipos de descanso y estructuras soporte de la máquina, requieren una
división en grupos. Las máquinas de estos grupos pueden tener eje horizontal, vertical o
inclinado y además pueden estar montados en soportes rígidos o flexibles.
NORMAS ISO 10816 PARA EL ANÁLISIS DE VIBRACIONES
Norma ISO 10816: Severidad de la vibración

15. • Grupo 1: Máquinas rotatorias grandes con potencia superior 300 kW. Máquinas eléctricas
con altura de eje H >= 315 mm.
• Grupo 2: Máquinas rotatorias medianas con potencia entre 15 y 300 kW. Máquinas eléctricas
con altura de eje 160 =< H =< 315 mm.
• Grupo 3: Bombas con impulsor de múltiples álabes y con motor separado (flujo centrífugo,
axial o mixto) con potencia superior a 15 kW.
• Grupo 4: Bombas con impulsor de múltiples álabes y con motor integrado (flujo centrífugo,
axial o mixto) con potencia superior a 15 kW.
NORMAS ISO 10816 PARA EL ANÁLISIS DE VIBRACIONES
Norma ISO 10816: Severidad de la vibración. Grupos

16. NORMAS ISO 10816 PARA EL ANÁLISIS DE VIBRACIONES
Norma ISO 10816: Severidad de la vibración

17. SENSIBILIDAD A LA FRECUENCIA DE VIBRACIÓN DE DIFERENTES PARTES DEL CUERPO HUMANO
Los límites de vibración
recomendados de vibraciones
para humanos se dan en ISO
2631

18. NORMAS ESTATALES E INTERNACIONALES DE VIBRACIONES PERMISIBLES DE PERSONAS
➢ISO 9612:2009 Acústica. Determinación de la exposición al ruido en
el trabajo
➢Norma ISO 5349. Vibraciones mano-brazo
➢Normas (ISO) y ecuatorianas para el trabajo en ambientes de
vibraciones
➢Normas (ISO) y ecuatorianas para el análisis de vibraciones cuerpo
completo

19. • La transmisión de vibraciones al sistema mano-brazo puede llevar a una serie de trastornos neuro-
vasculares, conocidos en conjunto como “síndrome de vibración en mano-brazo”, “síndrome de dedo
blanco”, o “enfermedad de Raynaud”, caracterizada en sus etapas iniciales por un entumecimiento de
los dedos, pérdida de sensación de control y palidez de los dedos. En algunos casos (síndrome de Dart),
se produce en cambio una inflamación y enrojecimiento de los dedos. También puede aumentar el riesgo
de trastornos osteo-articulares, como artrosis en el codo y lesiones de muñeca.
• Las vibraciones que afectan al cuerpo completo pueden tener efectos perniciosos sobre la columna
vertebral, provocando o agravando lesiones de los discos intervertebrales, lumbalgias, pinzamientos,
lesiones lumbociáticas y raquídeas menores.
• Nivel de presión sonora (ruido).
Aunque en sus primeras etapas estos efectos son reversibles, pueden dar lugar a lesiones crónicas o
incapacitantes, si el individuo se expone a las vibraciones en un tiempo largo.
EFECTOS DE LAS VIBRACIONES EN LA SALUD DEL HOMBRE

20. LIMITACIÓN DE LA EXPOSICIÓN A LAS VIBRACIONES
Mano-brazo Cuerpo completo
Tiempo (horas) Aceleración
umbral (m/s2)
Aceleración límite
(m/s2)
Aceleración
umbral (m/s2)
Aceleración límite
(m/s2)
10 2,2 4,5 0,45 0,9
8 2,5 5 0,5 1
6 2,9 5,8 0,58 1,2
4 3,5 7,1 0,71 1,4
2 5 10 1 2
1 7,1 14,1 1,41 2,8
30 minutos 10 20 2 4
<=10 minutos 17,3 34,6 3,46 6,9