tratamiento de vibraciones en sistemas mecánicos

1. FACULTAD DE ESTUDIOS
SUPERIORES
ARAGÓN
INGENIERÍA MECÁNICA
VIBRACIONES MECÁNICAS
“NORMAS ISO PARA VIBRACIONES MECÁNICAS”
Alumno: DavidRicardoFernández Cano Veronico
Grupo: 1753
Fechade entrega:05/09/2016

2. NORMAS SOBRE LA PROTECCIÓN DE LA SALUD Y LA
SEGURIDAD DE LOS TRABAJADORES FRENTE A LOS RIESGOS
DERIVADOS DE LA EXPOSICIÓN A VIBRACIONES MECÁNICAS
En la industria las actividades laborales que suponen una exposición prolongada a
vibraciones mecánicas son numerosas y estas pueden ser en el sistema mano-brazo o en el
cuerpo entero. Ejemplos de estas actividades son: la conducción de vehículos de transporte,
maquinaria agrícola o de obras públicas, así como el uso de herramientas manuales
rotativas, alternativas o percutoras son las fuentes principales de la exposición laboral a
vibraciones mecánicas.
Sin embargo se tiene una escasa prevención frente a los riesgos por exposición a
vibraciones mecánicas.
Para el caso de las vibraciones transmitidas al sistema mano-brazo se tiene la norma UNE-
EN ISO 5349-1 (2002), de la cual se presenta un resumen a continuación.
Norma UNE-EN ISO 5349-1 (2002)
“Vibraciones mecánicas. Medición y evaluación de la exposición humana a las
vibraciones transmitidas por la mano (Requisitos generales)”
Trata sobre la evaluación de la vibración transmitida al sistema mano-brazo basándose en el
cálculo de la exposición diaria, normalizado para un periodo de referencia de 8 horas,
llamado A8, el cual se expresa como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los
valores eficaces de aceleración ponderada en frecuencia, determinados a través de ejes
ortogonales.
La evaluación del nivel de exposición puede efectuarse mediante una estimación basada en
las informaciones relativas al nivel de emisión de los equipos de trabajo utilizados,
proporcionadas por los fabricantes de dichos materiales y mediante la observación de las
prácticas de trabajo específicas o mediante medición.

3. Objeto y campo de aplicación
Especifica los requisitos generales para la medida e información de la exposición a las
vibraciones transmitidas por la mano, en tres ejes ortogonales. Se define una ponderación
con base en la frecuencia y los valores obtenidos pueden utilizarse para predecir los efectos
adversos de las vibraciones transmitidas por la mano en el intervalo de frecuencia cubierto
por las bandas de octava que van desde 8 Hz a 1 kHz.
Es aplicable a vibraciones periódicas y aleatorias. Provisionalmente, también se aplica a los
choques repetidos de tipo impacto.
A continuación se muestra la lista de símbolos por los cuales está definida
La exposición diaria de las vibraciones se evalúa mediante
𝐴(8) = 𝑎ℎ𝑣√
𝑇
𝑇0

4. Donde:
𝑇 es la duración total diaria de la exposición a las vibraciones
𝑇0 es la duración de referencia de 8 horas
En la evaluación se debe de registrar la siguiente información cuando se trata de
vibraciones transmitidas por la mano:
1. El sujeto de la evaluación de la exposición.
2. Las operaciones que causan las exposiciones a las vibraciones.
3. Las herramientas guiadas a motor, herramientas insertadas y/o piezas de trabajo
implicadas.
4. Localización y orientación de los transductores.
5. Raíz cuadrática media individual y las aceleraciones medidas en un solo eje
ponderadas en frecuencia.
6. Valor total de las vibraciones por cada operación.
7. Duración diaria total para cada operación.
8. Exposición diaria a las vibraciones.
9. Cuando no se realicen mediciones en todos los ejes, debe registrarse el factor de
multiplicación empleado para estimar el valor total de las vibraciones y la
justificación para esta selección.
En el caso de que se proceda a la medición de la vibración a la cual están expuestos los
trabajadores se debe de tener en consideración lo siguiente:
 Los métodos utilizados podrán implicar un muestreo, que deberá ser representativo
de la exposición del trabajador a las vibraciones mecánicas en cuestión; los métodos
y aparatos utilizados deberán adaptarse a las características específicas de las
vibraciones mecánicas que deban medirse, a los factores ambientales y a las
características de los aparatos de medida, con arreglo a la norma UNE-EN ISO
5349-2 (2002).
 Cuando se trate de aparatos que deban sostenerse con ambas manos, las mediciones
deberán realizarse en cada mano. La exposición se determinará por referencia al
valor más elevado y se dará información acerca de ambas manos.
Para el caso de las vibraciones transmitidas al cuerpo entero se tiene la norma ISO 2631-
1:1997, que a continuación se presenta una breve descripción de la misma
NORMA ISO 2631-1 (1997)
“Vibraciones y choques mecánicos. Evaluación de la exposición humana a las
vibraciones globales del cuerpo”
Esta se basa en el valor calculado de la exposición diaria A(8), expresada como la
aceleración continua equivalente para un periodo de 8 horas, calculada como el mayor de

5. los valores eficaces de las aceleraciones ponderadas en frecuencia determinadas según los
tres ejes ortogonales para un trabajador sentado o de pie.
La evaluación del nivel de exposición puede efectuarse mediante una estimación basada en
las informaciones relativas al nivel de emisión de los equipos de trabajo utilizados,
proporcionadas por los fabricantes de dichos materiales y mediante la observación de las
prácticas de trabajo específicas o mediante medición.
Se podrán tener en cuenta únicamente, en lo que respecta a la navegación marítima, las
vibraciones de frecuencia superior a 1 𝐻𝑧.
Objeto y campo de aplicación
Define los métodos para la medida de vibraciones transmitidas al conjunto del cuerpo
humano, bien sean vibraciones periódicas, aleatorias o transitorias. Indica los principales
factores que influyen para determinar el grado para el que una exposición a las vibraciones
será aceptable. El rango de frecuencias considerado es:
0.5𝐻𝑧 − 80𝐻𝑧 para seguridad, confort y percepción
0.1𝐻𝑧 − 0.5𝐻𝑧 para mareos
Es aplicable para las transmisiones a través de las superficies soportantes: por el pié para
persona erguida, nalgas, espalda y pié para persona sentada o área soportante para persona
acostada. Tal tipo de vibración se encuentra en vehículos, maquinaria y edificios.
Para obtener la medida de la aceleración eficaz ponderada se utiliza la formula:
𝑎 𝑤 = [
1
𝑇
∫ 𝑎 𝑤
2 ( 𝑡) 𝑑𝑡
𝑇
0
]
1
2
Donde:
𝑎 𝑤( 𝑡) es el valor instantáneo de la aceleración ponderada en frecuencia
𝑇 es el tiempo de duración
Medición
Cuando se proceda a la medición del nivel de las vibraciones mecánicas, los métodos
utilizados podrán implicar un muestreo, que deberá ser representativo de la exposición del
trabajador a las vibraciones mecánicas en cuestión. Los métodos utilizados deberán
adaptarse a las características específicas de las vibraciones mecánicas que deban medirse,
a los factores ambientales y a las características de los aparatos de medida.
Acerca de la respuesta humana a las vibraciones de cuerpo entero

6. La respuesta humana a este tipo de vibraciones depende tanto del criterio de afección a la
salud (confort, percepción o mareo) como de la parte del cuerpo en contacto y dirección de
la vibración. La guía de aplicación de los distintos criterios de evaluación depende de la
posición en la que se encuentre el trabajador y para ello se toman como referencia los ejes
basicéntricos del cuerpo humano, los cuales se muestran en la siguiente imagen:
NORMAS SOBRE LA SEVERIDAD DE LAS VIBRACIONES SOBRE
LA MAQUINARIA

7. Para llevar a cabo la clasificación de la severidad de la vibración en una máquina, la
variable de movimiento a considerar (velocidad, desplazamiento o aceleración) depende de
los rangos de frecuencias a analizar, así como de otros factores. Por ejemplo:
Cuando se trata de analizar un movimiento armónico simple, puede llevarse a cabo el
estudio midiendo valores pico a pico, o valores rms, del desplazamiento en vibración. Sin
embargo, para máquinas cuyo movimiento es más complejo, el uso de estos dos índices da
lugar a resultados claramente diferentes debido al distinto peso aportado por los armónicos
de más alta frecuencia. Por ello las normas de severidad de vibraciones de maquinaria se
basan en dos parámetros de la vibración: amplitud y frecuencia. A continuación se explican
algunas de ellas.
NORMA ISO 2954
“Vibración mecánica en maquinaria rotativa y alternativa – Requerimientos para los
instrumentos de medida de la severidad de vibración”
Se refiere a las características de los equipos y los sistemas de medida, tales como
analizadores de vibraciones y sensores; y acerca de su adquisición. Se engloban los
aspectos relativos a la calibración, las pruebas de seguridad, turbulencias tales como
agitación o cambios de temperatura, etc. también se menciona acerca del cuidado de los
sensores para utilizar estos aparatos en zonas con riesgo de explosión.
Sin embargo, cabe resaltar que la mayoría de los aparatos de medida para las vibraciones no
cumple con los estándares internacionales, por lo que en la mayor parte de los casos, se
confía en el renombre de ciertas marcas para tener una cierta garantía.
NORMA ISO 2372 (1974)
“Vibración mecánica de máquinas con velocidades de operación entre 10 y 200 rev/s.
Bases para la especificación de estándares de evaluación”
Objeto y campo de aplicación
Es aplicable a máquinas rotativas con rotores rígidos y a máquinas rotativas con rotores
flexibles en los que la medida de vibración en la tapa del cojinete resulta indicativa del
comportamiento vibracional de eje.
Cuando se trabaja en mantenimiento predictivo haciendo análisis por bandas de
frecuencias, se define una banda ISO de 10 Hz a 1KHz, ya que en este rango se encuentra
la severidad de la vibración según la norma.
El análisis de este rango de frecuencias permite incluir, para estas velocidades de
operación, las acusas más comunes de vibración en máquinas rotativas, las cuales son:

8.  Desequilibrio del rotor.
 Excitaciones de carácter eléctrico y sus armónicos.
 Armónicos de excitaciones asíncronas del rotor.
 Excitaciones de carácter asíncrono debidas a rozamientos
Clases de maquinas rotativas
Como patrón para considerar la severidad de vibración admisible las maquinas rotativas se
distinguen en las siguientes clases:
 CLASE I.- Componentes individuales, totalmente conectados al conjunto de la
máquina en condiciones normales de operación. Por ejemplo, pequeños motores
eléctricos hasta 15 Kw.
 CLASE II.- Máquinas de tamaño medio. Por ejemplo, motores eléctricos de 15 a 75
Kw o hasta 300 Kw en motores con cimentación especial.
 CLASE III.- Motores principales grandes, con cimentación rígida y pesada.
 CLASE IV.- Motores principales grandes montados sobre cimentación blanda y
ligera. Por ejemplo, turbomaquinaria (equipos con RPM > velocidad crítica).
NORMA ISO 3945
“Medida y evaluación de la severidad de vibración en grandes máquinas rotativas, in
situ; velocidades de operación entre 10 y 200 rev/s”
Objeto y campo de aplicación
Esta norma clasifica la severidad de vibración de grandes máquinas rotativas en el sitio de
operación, para velocidades de entre 600 y 1200 rpm, mediante la siguiente tabla:

9. Se aplica a los grandes motores principales, clases III y IV, que están definidos de acuerdo
con la norma ISO 2372.
Clasificación de la severidad de la vibración
Esta clasificación depende de la severidad de la vibración y de las características del
sistema de soporte de la máquina, los cuales pueden ser de dos tipos:
1. Se dice que los soportes son flexibles si la frecuencia fundamental de la máquina
sobre dichos soportes es menor que la principal frecuencia de excitación.
2. Los soportes se dicen rígidos si la frecuencia fundamental de la máquina sobre los
mismos es menor que la principal frecuencia de excitación.
NORMA ISO 10816
“Vibración mecánica. Evaluación de la vibración en una máquina mediante medidas
en partes no rotativas”
Objeto y campo de aplicación
Cada una de las partes de esta norma proporciona un estándar individual para una serie de
máquinas y define información específica y criterios aplicables únicamente a esas
máquinas.
En esta se describen los procedimientos para la evaluación de la vibración en maquinas en
base a medidas en partes no rotativas de la mismas.
1. Procedimientos generales para varias clases de máquinas, basados en medidas
hechas en partes no rotativas de las mismas.
2. Procedimiento base para las turbinas de vapor que exceden los 50MW.

10. 3. Juntas de maquinaria industrial con potencia nominal arriba de 30KW y con
velocidades entre 120 y 15000 rpm.
4. Turbinas de gas incluidas las de aeronaves.
5. Maquinaria hidráulica con potencia nominal arriba de 1MW y velocidades entre 120
y 1800 rpm.
Medición
El criterio general relaciona el monitorizado en condiciones de operación y el ensayo de
aceptación de la máquina; y se expresa tanto en términos de magnitud de vibración como
de variación en dicha magnitud. Es decir, no hace referencia sólo a valores absolutos, sino
también a valores relativos, a variaciones y tendencias. También se consideran la
aceleración y el desplazamiento.
NORMA ISO 10817-1
“Sistemas de medida de vibración en ejes rotativos. Señal relativa y absoluta de la
vibración radial de ejes rotativos”
Objeto y campo de aplicación
En el caso de motores eléctricos y generadores, las normas de la ISO, establecen una serie
de criterios de clasificación para los niveles de vibración admisibles en motores eléctricos.
Para lo cual maneja un sistema de clasificación basado en el valor pico de la amplitud de
vibración en velocidad medida sobre la estructura (sobre los alojamientos de los cojinetes o
los soportes). En esta norma se especifica las condiciones de ensayo y el procedimiento a
seguir, incluido el montaje para el soporte de la máquina, la instrumentación y el método de
ensayo.
NORMA ISO 2373
“Vibración mecánica en cierta maquinaria eléctrica rotativa con alturas de eje entre
80 y 400 mm – Medida y evaluación de la severidad de vibración”
Objeto y campo de aplicación
Esta norma constituye una adaptación especial de la ISO 2372 para motores eléctricos, y se
aplica a motores de corriente alterna trifásica y a motores de corriente continua con alturas
de eje (distancia vertical entre la base del motor y la línea central del eje) entre 80 y 400
mm.
Criterio de severidad

11. En este caso, se toma el mismo criterio de severidad de vibración que se da en la norma
ISO 2372 en términos del valor rms de amplitud de vibración en velocidad, en el rango de
10 a 1000 Hz, cuando la medida se lleva a cabo con una instrumentación que cumple los
requerimientos establecidos por la ISO 2954.
Medición
Las medidas se realizan con la máquina suspendida libre (suspendida o montada sobre un
soporte elástico de muelles o un elastómero), y con el motor operando a la frecuencia
nominal (para los motores AC) y a su velocidad nominal. Cuando se trata de máquinas que
disponen de varias velocidades o velocidades variables, los ensayos son llevados a cabo a
diferentes velocidades de operación.
Salvo que se diga lo contrario, las medidas de la severidad de vibración deben de realizarse
sin carga de operación y a la temperatura alcanzada por el motor después de un periodo
suficiente de operación en situación de no carga.
Bibliografía
 C. Andres Chavez M. y Ana M. Urrego T. “Aplicación de la norma ISO 2631 para
la medición de las vibraciones en cuerpo entero en los trabajadores del sector de la
construcción de la ciudad de Cali”. Universidad Autónoma de Occidente. Facultad
de Ingeniería.
 Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. “Higiene industrial”.
Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
 Instituto nacional de seguridad e higiene en el trabajo. “Guía técnica para la
evaluación y prevención de riesgos relacionados con las vibraciones mecánicas”.
 G. Mosquera, M. de la Victoria P. D. y Raúl A. Armas C. “Las vibraciones
mecánicas y su aplicación al mantenimiento predictivo”. Centro de Altos Estudios
Gerenciales ISID.