Evaluacion de la_severidad_vibratoria_(tutorial)[1]

UNIVERSIDAD DE CONCEPCION
LABORATORIO DE VIBRACIONES MECANICAS
www.dim.udec.cl/lvm
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA
FACULTAD DE INGENIERIA
Casilla 160-C, Concepción/CHILE
Fono 56-41-204327
FAX 56-41-251142
EVALUACIÓN DE LA SEVERIDAD VIBRATORIA
Concepción, febrero del 2002

Universidad de Concepción. Laboratorio de Vibraciones Mecánicas. www.dim.udec.cl/lvm. - Chile 2
TABLA DE CONTENIDO
1 ISO 2372: Vibraciones mecánicas de máquinas que operan con velocidades entre 10 y 200
(rev/s). Bases para especificar estándares de evaluación.........................................................................7
1.1 Alcance.......................................................................................................................................7
1.2 Procedimiento de medición y condiciones de operación........................................................7
1.2.1 Equipos de medición.........................................................................................................7
1.2.2 Puntos de medición ...........................................................................................................8
1.2.3 Condiciones de operación.................................................................................................8
1.3 Clasificación de las máquinas...................................................................................................9
1.3.1 Soportes de la máquina a ensayar...................................................................................10
1.4 Evaluación de la severidad vibratoria.....................................................................................10
1.4.1 Calidad de la vibración ...................................................................................................11
2 ISO 10816-3 Vibración Mecánica – Evaluación de máquinas por medición en partes no
rotatorias. [15 - Mayo, 1998] .....................................................................................................................12
2.1 Objetivos ..................................................................................................................................12
2.2 Procedimiento de medición y condiciones de operación......................................................13
2.2.1 Instrumentos de medición...............................................................................................13
2.2.2 Ubicación de los puntos de medición.............................................................................13
2.2.3 Condiciones de operación...............................................................................................14
2.3 Clasificación de las máquinas.................................................................................................17
2.3.1 Clasificación de acuerdo al tipo de máquina, Potencia o altura de eje ........................17
2.3.2 Clasificación según la flexibilidad del soporte..............................................................18
2.4 Evaluación................................................................................................................................18
2.4.1 Criterio I : Magnitud de la vibración..............................................................................18
2.4.2 Criterio II : Cambios en la magnitud de la vibración....................................................20
2.4.3 Configuración de valores de ALARMAS y de PARADAS .........................................23
3 ISO 2373: Vibraciones mecánicas de ciertas máquinas rotatorias eléctricas con altura de eje
entre 80 mm y 400 mm. Medición y evaluación de la severidad vibratoria.........................................24
3.1 Introducción.............................................................................................................................24
3.2 Campo de aplicación ...............................................................................................................24
3.3 Cuantificación de la medición ................................................................................................24
3.4 Equipo de medición.................................................................................................................25
3.5 Montaje de la máquina............................................................................................................25
3.6 Condiciones de medición ........................................................................................................25
3.7 Clasificación de las máquinas eléctricas ................................................................................26
4 EJEMPLOS ......................................................................................................................................28
4.1 Ejemplo 1. ................................................................................................................................28
4.2 Ejemplo 2. ................................................................................................................................29
4.3 Ejemplo 3. ................................................................................................................................31
4.4 Ejemplo 4. ................................................................................................................................32

EVALUACIÓN DE LA SEVERIDAD VIBRATORIA
Frecuentemente se ha encontrado fallas en las máquinas rotatorias cuya causa son las
vibraciones. Esto ha ido en aumento debido por un lado a la demanda de máquinas que
trabajen con mayores velocidades y cargas y al menor costo posible para ser competitivas en
el mercado, y por otro lado requerimientos de mayor tiempo de operación continua entre
operaciones de mantenimiento. En consecuencia para asegurar un funcionamiento continuo
de la máquina en forma segura y confiable están siendo especificados requerimientos
vibratorios de la máquina cada vez más restrictivos.
Debe tenerse presente que lo que realmente importa para aumentar la vida de la máquina, es
disminuir el valor de las fuerzas dinámicas (y también estáticas) actuando sobre la máquina
que producen fatiga y desgaste en los descansos, engranajes y otros componentes de ella.
Como en la mayoría de los casos esto es difícil, sino imposible, se evalúa esto a través de las
vibraciones, las cuales son simplemente un efecto secundario. Obviamente las vibraciones
medidas en la máquina dependen de las fuerzas dinámicas que actúan sobre ella, pero
además dependen de la movilidad o impedancia mecánica del sistema
máquina/soporte(respuesta vibratoria a las fuerzas dinámicas aplicadas), las cuales
dependen de la rigidez y masa de la carcasa y soporte de la máquina.
Para ilustrar lo anterior considere un rotor delgado desbalanceado. Si el rotor gira a ω
(rad/seg) y su desbalanceamiento es U(Kg m), la fuerza centrífuga que actúa sobre el rotor
será:
Fuerza centrífuga = Uω2
(N)
Una misma fuerza centrífuga generará diferentes niveles vibratorios en la máquina
dependiendo de su impedancia o movilidad mecánica. En un sistema soporte-máquina poco
rígido podría generar, por ejemplo, valores pico de la vibración de 6 (mm/seg), mientras que
en otro sistema soporte-máquina más rígido puede generar valores vibratorios pico de
0.5(mm/seg), ¡siendo la fuerza la misma!

Los estándares que especifican calidad de balanceamiento en los rotores, por ejemplo ISO
1940, especifican valores límites para el desbalanceamiento U, es decir están limitando la
fuerza centrífuga que actúa sobre el rotor independiente del valor de su vibración. Sin
embargo, esto solo es posible cuando el problema es desbalanceamiento, debido a que en
este caso con el uso de una masa de prueba es posible encontrar una relación (coeficientes
de influencia) entre desbalanceamiento en el rotor y vibraciones medidas en la máquina Las
fuerzas dinámicas generadas por otro tipo de fallas en la máquina no es posible estimarlas y
su severidad será evaluada solo a través de las vibraciones medidas en algunos puntos de la
máquina.
Para definir la severidad de una vibración es necesario definirla respecto al daño específico
que ella puede generar. Por ejemplo, un valor de vibración medido en una máquina con
movimiento alternativo (motor Diesel o compresor alternativo) puede ser de muy baja
severidad para el daño que ella puede generar en los elementos de la máquina misma, sin
embargo ese mismo valor puede ser muy severo o dañino para los elementos unidos a la
máquina, como ser cañerías, fundaciones, instrumentos de medición. Los estándares de
severidad vibratoria en este tipo de máquinas limitan el nivel vibratorio de la máquina, no para
evitar daño en la máquina misma, pues ellas pueden ser consideradas como generadores de
vibraciones, sino que limitan las vibraciones de la máquina para evitar daño de los
componentes montados o de los conectados a ella. Otro ejemplo es en máquinas como las
grúas, donde el operario va montado en ella. Puede ser que un nivel vibratorio medido en la
máquina no sea dañino para la máquina misma, pero si para el operario que la maneja.
Respecto al daño que se quiera evaluar, o de acuerdo a los objetivos para los cuales fueron
confeccionados, existen numerosos estándares para la severidad vibratoria o valores
admisibles para la vibración. Algunos estándares son publicados por grupos de industrias
tales como, American Petroleum Institute (API), American Gear Manufacturers Association
(AGMA), National Electric Manufacturers Association (NEMA), etc. Ademas hay estándares
publicados por organizaciones tales como American National Standards Institute (ANSI),
Asociación Alemana de Ingenieros (VDI) o International Standars Organization (ISO).
Dentro de los estándares más utilizados están:

- ISO 2372: Mechanical vibration of machines with operating speeds from 10 to 200 rev/s.
Basis for specifying evaluation standards.
Este es un estándar general para máquinas rotatorias diseñado para evaluar principalmente
la severidad vibratoria de máquinas en el taller o en los ensayos de aceptación de máquinas.
Las especificaciones vibratorias para ensayos de aceptación de máquinas nuevas o
reparadas garantizan al comprador que el equipo está estadísticamente normal o con buena
salud inicial.
- ISO 3945: Mechanical vibration of large rotating machines with speed range from 10 to 200
rev/seg. Measurement and evaluation of vibration severity in situ.
Este estándar similar al anterior, es para un tipo más específico de máquinas, para máquinas
rotatorias grandes es decir, sobre 300KW y está diseñado para evaluar la severidad vibratoria
de máquinas tomada en terreno.
-ISO 2373: Mechanical vibration of certain rotating electrical machinery with shaft heights
between 80 and 400 mm.- Measurement and evaluation of the vibration severity.
Este estándar es aplicable a máquinas eléctricas trifásicas de corriente alterna y a máquinas
de corriente continua.
- ISO 10816: Este estándar consiste de cinco partes bajo el título general : Mechanical
vibration. – Evaluation of machine vibration by measurement on non-rotating parts.
- Part 1 : General guidelines
- Part 2 : Large land-based steam turbine generator sets in excess of 50 MW.
- Part 3 : Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds
between 120 r/min and 15 000 r/min when measured in situ.
- Part 4 : Gas turbine driven sets excluding aircraft derivatives.
- Part 5 : Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants.
- Part 6 : Reciprocating machines with power rating above 100 MW.
Este nuevo estándar evalúa la severidad vibratoria de máquinas rotatorias a través de
mediciones efectuadas en terreno en partes no giratorias de ellas. Envuelve y amplia los
estándares citados anteriormente.

- ISO 7919. Este estándar consiste de cinco partes bajo el título general : Mechanical
vibration of non-reciprocating machines . – Measurements on rotating shafts and evaluation
criteria.
- Part 1 : General guidelines
- Part 2 : Large land-based steam turbine generator sets
- Part 3 : Coupled industrial machines
- Part 4 : Gas turbine sets.
- Part 5 : Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants.
Hay máquinas, tales como aquéllas que tienen rotores flexibles montadas en descansos
hidrodinámicos, para las cuales las mediciones en la caja de los descansos puede no ser
totalmente adecuada como criterio de evaluación. En tales casos puede ser necesario
monitorear la máquina usando más mediciones directamente al eje de los rotores. Para tales
máquinas los requerimientos establecidos en ISO 7919 son complementarios a los indicados
en ISO 10816.
-VDI 2063 : Measurement and evaluation of mechanical vibrations of reciprocating piston
engines and piston compressors.
Este estándar limita la severidad de las vibraciones medidas en diferentes puntos de la
superficie de la máquina para evitar daño de los componentes conectados o montados en
ella.
-ISO 8579: Acceptance code for gears – Determination of mechanical vibration of gears units
during acceptance testing.
-ISO 2631: Este estándar bajo el título general: Evaluation of human exposure to whole-body
vibration, consta de cuatro partes:
- Part 1: General requirements
- Part 2: Continuous and shock-induced vibration in buildings (1 to 80Hz).
- Part 3: Whole-body z axis vertical vibration (0.1 to 0.63 Hz)

Este estándar limita las vibraciones de las superficies que están en contacto con el ser
humano. La severidad vibratoria es cuantificada midiendo aceleración vibratoria en el rango
de 1 a 80 Hz.
1 ISO 2372: Vibraciones mecánicas de máquinas que operan con velocidades
entre 10 y 200 (rev/s). Bases para especificar estándares de evaluación.
1.1 Alcance
Este estándar internacional define bases y reglas específicas a emplear en la evaluación
de la vibración mecánica de máquinas que operan entre 10 y 200 (rev/s). Las vibraciones
consideradas por este estándar para evaluar la severidad de las vibraciones son aquéllas
medidas en la superficie de la máquinas, sobre sus descansos o en los puntos de montaje,
en el rango de frecuencias de 10 a 1000 Hz. Es claro que las vibraciones medidas en la
superficie de la máquina sólo pueden proveer una indicación de los esfuerzos vibratorios
dentro de la máquina, y no necesariamente reflejarán los esfuerzos reales de las partes
críticas, ni tampoco asegurarán que no ocurran excesivos esfuerzos vibratorios, debidos
por ejemplo, a resonancias locales. En particular, las vibraciones torsionales de las partes
rotatorias no siempre generarán vibraciones medibles en la superficie de la máquina.
1.2 Procedimiento de medición y condiciones de operación
1.2.1 Equipos de medición
Antes de realizar las mediciones se debe asegurar que el instrumento de medición
entregará el valor RMS de la velocidad vibratoria en el rango de frecuencias de 10 a 1000
Hz. Además, se debe verificar que el instrumento y sensor de vibraciones soportarán las
condiciones ambientales tales como
• Temperatura
• Campos magnéticos
• Longitud del cable
• Orientación del sensor
Especial atención debe ponerse en que el sensor esté correctamente montado y que su
presencia no altere las vibraciones de la máquina.

1.2.2 Puntos de medición
Hay al menos un punto en la máquina (descansos) donde es importante conocer si existe
una vibración significativa. Otro punto importante es en los pies de la máquina, es decir, en
los puntos de unión a la fundación.
Las mediciones deben ser realizadas sobre cada descanso principal de la máquina, en las
direcciones radiales (vertical y horizontal) y en la dirección axial (Fig. N°1). Se debe
asegurar que las medidas representen la vibración de la caja de los descansos y no
incluyan una resonancia local.
1.2.3 Condiciones de operación
Las mediciones deben realizarse cuando el rotor y los descansos principales han
alcanzado sus temperaturas estacionarias de trabajo y con la máquina funcionando bajo
condiciones nominales, como voltaje, flujo, presión, carga. En máquinas con velocidad
variable, las mediciones deberían realizarse en las condiciones extremas. Los valores
medidos máximos serán considerados representativos de la severidad de la vibración.
Fig. N°1 Puntos de medición

1.3 Clasificación de las máquinas
En este estándar, las máquinas se clasifican según la potencia, el tipo de montaje utilizado
y el uso de la máquina. Las clasificaciones se muestran a continuación para las máquinas
que giran entre 10 y 200 (rev/s).
CLASE I : Máquinas pequeñas con potencia menor a 15 KW.
CLASE II : Máquinas de tamaño mediano con potencia entre 15 y 75 KW, o
máquinas rígidamente montadas hasta 300 KW.
CLASE III : Máquinas grandes con potencia sobre 300 KW, montadas en
soportes rígidos.
CLASE IV : Máquinas grandes con potencia sobre 300 KW, montadas en
soportes flexibles.
CLASE V : Máquinas y sistemas conductores con fuerzas de inercia desbalanceadas
debido al movimiento recíproco de alguno de sus elementos), montadas en
fundaciones las cuales son relativamente rígidas en la dirección de la
medición de la vibración.
CLASE VI: Máquinas con fuerzas de inercia desbalanceadas, montadas en fundaciones
las cuales son relativamente elásticas en la dirección de la medición de la
vibración, tales como harneros vibratorios, máquinas centrífugas, molinos,
etc.
La tabla siguiente (tabla Nº1) para las máquinas de clase I a IV es apropiada para la
mayoría de las aplicaciones de acuerdo a la experiencia. Las máquinas de clase V y VI,
son difíciles de clasificarlas debido a que ellas varían considerablemente sus
características vibratorias.

Tabla N°1: Rangos de severidad vibratoria para máquinas normales
Rango de
velocidad Tipos de Máquinas
Efectiva RMS
(mm/s) Clase I Clase II Clase III Clase IV
0,18 - 0,28
0,28 - 0,45 A A
0,45 - 0,71 A
0,71 - 1,12 B A
1,12 - 1,8 B
1,8 - 2,8 C B
2,8 - 4,5 C B
4,5 - 7,1 C
7,1 - 11,2 D C
11,2 - 18 D D
18 - 28 D
1.3.1 Soportes de la máquina a ensayar
Dos tipos de soportes se utilizan para clasificar la severidad vibratoria. Para un soporte
flexible, la frecuencia fundamental del sistema soporte-máquina es más baja que su
frecuencia principal de excitación (en la mayoría de los casos es la frecuencia de rotación),
es decir, máquinas que giran sobre su primera velocidad crítica. Para un soporte rígido, la
frecuencia fundamental del sistema soporte-máquina es mayor que su frecuencia principal
de excitación.
1.4 Evaluación de la severidad vibratoria
Basándose en consideraciones teóricas y experiencias prácticas, se define como unidad
de medida para cuantificar la severidad vibratoria el valor RMS de la velocidad de la
vibración. Vibraciones con el mismo valor RMS de la velocidad en la banda de frecuencias
de 10 a 1000 Hz se considera que tienen igual severidad vibratoria. Este estándar

considera que se produce un cambio significativo en la respuesta vibratoria cuando esta
cambia en la razón 1:1.6, como se aprecia en la tabla Nº1. Es decir, se estima que se
produce un cambio en el nivel vibratorio, cuando las vibraciones varían en un 60 %
aproximadamente. También se puede observar de la tabla Nº1 que se produce un cambio
en la condición de la máquina cada vez que se producen dos cambios en el nivel vibratorio
de la máquina( )56.26.1*6.1 = , es decir, cuando la vibración aumenta en aproximadamente
2.5 veces.
1.4.1 Calidad de la vibración
La calidad de la vibración permite tener un parámetro para evaluar cualitativamente una
máquina dada.
A: Buena
B: Satisfactoria
C: Insatisfactoria
D: Inaceptable
Debe tenerse presente que esta es una evaluación cualitativa. Un nivel vibratorio BUENO
significa que este nivel vibratorio le permitirá a la máquina funcionar en el largo plazo libre
de problemas. Es decir, la vibración no disminuirá la vida nominal esperada en los
componentes de la máquina.
Por otro lado, un nivel vibratorio INACEPTABLE significa que la vida especificada para los
elementos de la máquina disminuirá significativamente.

2 ISO 10816-3 Vibración Mecánica – Evaluación de máquinas por medición en
partes no rotatorias. [15 - Mayo, 1998]
Parte 3: Máquinas industriales con potencia sobre 15 kW y velocidad
nominal entre 120 rpm y 15000 rpm.
2.1 Objetivos
Los criterios de vibración provistos en este estándar se aplican a un conjunto de máquinas
con potencia sobre 15 KW y velocidad entre 120 rpm y 15000 rpm.
El conjunto de máquinas que cubre este estándar incluye:
− Turbinas a vapor con potencia hasta 50 MW
− Turbinas a vapor con potencia mayor que 50 MW y velocidades bajo 1500 cpm o sobre
3600 cpm
− Compresores rotatorios
− Turbinas a gas con potencia hasta 3 MW
− Bombas centrifugas, de flujo axial o mixto
− Generadores, excepto cuando son usados en plantas hidráulicas y plantas de bombeo
− Motores eléctricos de cualquier tipo
− Sopladores y ventiladores
NOTA: Sin embargo, el criterio presentado en esta norma generalmente es aplicable sólo
a ventiladores con potencia sobre 300 KW u otros ventiladores con carcazas
razonablemente rígidas las cuales no son soportadas flexiblemente.
Este estándar también incluye máquinas, las cuales pueden tener engranajes o
rodamientos, pero no está orientada a dar un diagnostico de evaluación de los engranajes
o de los rodamientos.
Los criterios son solo aplicable para vibraciones producidas por la máquina misma y no
para vibraciones las cuales son transmitidas a la máquina desde fuentes externas.
Los criterios de evaluación de este estándar son aplicables para:
− Ensayos de aceptación de máquinas
− Monitoreo continuo o no continuo de la condición de operación de las máquinas

2.2 Procedimiento de medición y condiciones de operación.
2.2.1 Instrumentos de medición.
El equipo de medición debe ser capaz de medir vibración RMS al menos en un rango de
frecuencia de 10 Hz a 1000 Hz. Dependiendo del criterio se pueden requerir mediciones
de desplazamiento, de velocidad o ambas. Sin embargo, para máquinas con velocidades
que están cerca o bajo 600 rpm, el límite más bajo del rango de frecuencia del equipo de
medición no debe ser mayor a 2 Hz.
Se debe tener un cuidado especial para asegurarse que el sistema de medición no es
influenciable por factores ambientales como:
− Variaciones de temperatura
− Campos magnéticos
− Campos sonoros
− Variaciones de la fuente de poder que lo alimenta
− Longitud del cable del transductor
− Orientación del sensor
Particular atención se debe tener para asegurar que los sensores sean montados
correctamente y que tales montajes no degraden la precisión de la medición.
2.2.2 Ubicación de los puntos de medición.
Esta norma se aplica a mediciones de vibraciones realizadas en terreno, las cuales son
tomadas en la caja de los descansos o en la carcaza de la máquina operando bajo
condiciones de operación estacionarias dentro del rango nominal de velocidades de
rotación.
Las mediciones se deben realizar en puntos de la máquina que sean accesibles. Se debe
tener cuidado de que las mediciones representen razonablemente a las vibraciones
medidas en la caja del descanso y que no incluyen resonancias locales o amplificaciones.
Las ubicaciones y direcciones de las vibraciones deberán ser tales que provean adecuada
sensibilidad a las fuerzas dinámicas en la máquina.

Típicamente esto requerirá tres puntos de medición, dos puntos ortogonales en la
dirección radial en cada descanso y un punto en la dirección axial. Las direcciones vertical
y horizontal son generalmente utilizadas para máquinas montadas horizontalmente
(Fig. N°2). Para máquinas montadas verticalmente o inclinadas los puntos más usados
son donde la lectura de la vibración sea máxima (Fig. N°3). La dirección del eje elástico
debería ser uno de los puntos utilizados.
2.2.3 Condiciones de operación.
Las mediciones deben realizarse cuando el rotor y los descansos principales han
alcanzado sus temperaturas estacionarias de trabajo y con la máquina funcionando bajo
condiciones nominales o especificadas, por ejemplo velocidad, voltaje, flujo, presión y
carga.
En máquinas con velocidad o carga variable, las mediciones deben realizarse bajo todas
las condiciones a las cuales se espera que la máquina trabaje por periodos prolongados
de tiempo. Los máximos valores medidos, bajo estas condiciones, serán considerados
representativos de la severidad de la vibración.
Si la vibración es superior a lo que el criterio permite y se sospecha de excesiva vibración
de fondo, las mediciones se deben realizar con la máquina detenida para determinar el
grado de influencia de la vibración externa. Si la vibración con la máquina detenida excede
el 25 % de la vibración medida con la máquina operando, acciones correctivas son
necesarias para reducir el efecto de la vibración de fondo.
NOTA: En algunos casos el efecto de la vibración de fondo se puede anular por análisis
espectral o eliminando las fuentes externas que provocan las vibraciones de fondo.

Fig. N°2 Puntos de medición

Fig. N°3 Puntos de medición para máquinas verticales

2.3 Clasificación de las máquinas.
La severidad de la vibración se clasifica conforme a los siguientes parámetros:
• Tipo de máquina
• Potencia o altura de eje
• Flexibilidad del sistema soportante
2.3.1 Clasificación de acuerdo al tipo de máquina, Potencia o altura de eje
Las significativas diferencias en el diseño, tipos de descanso y estructuras soportantes de
la máquina, requieren una separación de ellas en diferentes grupos. Las máquinas de
estos grupos pueden tener eje horizontal, vertical o inclinado y además pueden estar
montados en soportes rígidos o flexibles.
GRUPO 1: Máquinas rotatorias grandes con potencia sobre 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 H entre 160 mm y 315 mm.
GRUPO 3: Bombas con impulsor multipaletas y con motor separado (flujo
centrífugo, axial o mixto) con potencia sobre 15 KW.
GRUPO 4: Bombas con impulsor multipaletas y con motor integrado (flujo
centrífugo, axial o mixto) con potencia sobre 15 KW.
NOTAS
• La altura de eje H de una máquina está definida como la distancia medida entre la
línea de centro del eje y el plano basal de la máquina misma.
• La altura de eje H, de una máquina sin patas o de una máquina con pies levantados
o cualquier máquina vertical, se debe tomar como la altura de eje H de una
máquina horizontal en el mismo marco básico. Cuando el soporte es desconocido,
la mitad del diámetro de la máquina puede ser utilizada.

2.3.2 Clasificación según la flexibilidad del soporte
Dos condiciones son usadas para clasificar la flexibilidad del soporte en las direcciones
especificadas:
• Soporte rígido
• Soporte flexible
Si la primera frecuencia natural del sistema máquina / soporte en la dirección de la
medición es mayor que su frecuencia principal de excitación (en la mayoría de los casos
es la frecuencia de rotación) en al menos un 25 %, entonces el sistema soporte puede ser
considerado rígido en esa dirección. Todos los otros sistemas soportes pueden ser
considerados flexibles.
En algunos casos el sistema soporte-máquina puede ser considerado rígido en una
dirección de medición y flexible en la otra dirección. Por ejemplo, la primera frecuencia
natural en la dirección vertical puede estar sobre la frecuencia principal de excitación
mientras que la frecuencia natural horizontal puede ser considerablemente menor. Tales
sistemas serían rígidos en el plano vertical y flexible en el plano horizontal. En estos casos
la vibración debe ser evaluada de acorde con la clasificación del soporte que corresponda
en la dirección de la medición. Si la clase del sistema máquina–soporte no puede ser
determinada fácilmente de cálculos y gráficos, se puede determinar por pruebas
experimentales.
2.4 Evaluación
ISO 10816 – 1 provee una descripción general de dos criterios usados para la evaluación
de la severidad vibratoria en los distintos tipos de máquinas. Un criterio considera la
magnitud de la vibración global en un ancho de banda y el segundo criterio considera los
cambios en la magnitud de la vibración, independiente de si aumentan o decrecen.
2.4.1 Criterio I : Magnitud de la vibración
Este criterio define límites para la magnitud de la vibración consistente con aceptables
cargas dinámicas en los descansos y aceptables vibraciones transmitidas al ambiente a
través de sus soportes. La máxima magnitud de la vibración medida en cada descanso es

usada para evaluar la severidad de la vibración de acuerdo al tipo de máquina y al tipo de
soporte.
2.4.1.1 Zonas de evaluación
Las siguientes zonas de evaluación son definidas para permitir una evaluación cualitativa
de una máquina dada y proveer guías sobre posibles acciones a tomar.
ZONA A: La vibración de máquinas nuevas o recientemente reacondicionadas puestas en
servicio, normalmente debería estar en esta zona.
ZONA B: Máquinas con vibración en esta zona son normalmente consideradas aceptables
para operar sin restricción en un período largo de tiempo.
ZONA C: Máquinas con vibración en esta zona son normalmente consideradas
insatisfactorias para una operación continua para un tiempo prolongado.
Generalmente, estas máquinas pueden operar por un periodo limitado en esta
condición hasta que se presente una oportunidad conveniente para reparar la
máquina.
ZONA D: Los valores de la vibración de esta zona son considerados normalmente como
suficientemente severos para causar daño a la máquina.
Mayores valores que los indicados en este estándar requieren que el fabricante de la
máquina explique las razones de esto y en particular confirme que la máquina no sufrirá
daño operando con valores vibratorios mayores.
2.4.1.2 Valores límites entre las zonas de evaluación
Los valores para los límites de las zonas se dan en las tablas N°2, N°3, N°4 y N°5. Al usar
estas tablas se debe tomar el valor más alto de la vibración medido en las direcciones
radiales de cualquier descanso y la vibración axial en el descanso de empuje. Se puede

utilizar el valor del desplazamiento o de la velocidad de la vibración. Se utilizará el que sea
más restrictivo según las tablas anteriormente mencionadas.
2.4.1.3 Vibración en bombas
El criterio de evaluación de las tablas N°4 y N°5 se aplica cuando se opera con el caudal
nominal de la bomba. Cuando se opera en condiciones diferentes al nominal, aumentan
las fuerzas hidráulicas y se producen altas vibraciones. Estos valores pueden ser
permisibles para cortos tiempos de operación, pero podrían causar daño o desgaste
acelerado al término de largos periodos de operación.
Para la instalación de bombas, es importante tener un cuidado especial para evitar la
resonancia en el sistema de tuberías y fundaciones conectadas a la bomba con las
componentes de vibración a uno y dos veces la frecuencia de paso de los álabes, ya que
puede causar una vibración excesiva.
2.4.2 Criterio II : Cambios en la magnitud de la vibración
Este criterio evalúa los cambios de la magnitud de la vibración con relación a un valor de
referencia establecido previamente. Si ocurre un cambio significativo en la magnitud de la
vibración en un ancho de banda (10 Hz a 1000 Hz) puede necesitar una acción correctiva
aunque no haya alcanzado la zona C del criterio 1. Estos cambios pueden ser
instantáneos o progresivos con el tiempo y pueden indicar un daño incipiente o alguna otra
irregularidad. El criterio 2 se aplica en base al cambio de la magnitud de la vibración que
ocurre bajo la condición de funcionamiento en estado estacionario de la máquina.
Cuando el criterio 2 es aplicado, la medición de la vibración que se compara se debe
tomar con el mismo sensor, en la posición y orientación anterior y bajo aproximadamente
las mismas condiciones de operación de la máquina. Cambios manifiestos en la magnitud
de la vibración normal, sin importar su valor total, debe ser investigada para evitar una
situación peligrosa. Cuando los cambios en la magnitud de la vibración exceden el 25 %
del valor superior de la zona B para las tablas N°2, N°3, N°4 y N°5, ellos deben ser

considerados significativos, particularmente si son repentinos. De ser así, se debe
diagnosticar la razón de los cambios y determinar que acciones a tomar son adecuadas.
Estos valores se aplican al valor global RMS de la velocidad y desplazamiento vibratorio
en el rango de frecuencias de 10 a 1000 Hz para máquinas con velocidad de rotación
sobre 600 cpm, o en el rango de 2 a 1000 Hz para máquinas con velocidad de rotación
bajo 600 cpm. Si se espera que el espectro contenga componentes a baja frecuencia, la
evaluación debería basarse tanto en la medición de la velocidad como del desplazamiento
RMS, sino, como sucede en la mayoría de los casos es suficiente con medir únicamente la
velocidad vibratoria.
Tabla N°2: Clasificación de las zonas de severidad vibratoria para máquinas del
grupo 1.
Desplazamiento
RMS Velocidad RMS
Tipo de soporte
µm mm/s
Rígido Flexible
bajo 29 bajo 2,3 A A
29 -45 2,3 - 3,5 B
45 - 57 3,5 - 4,5 B
57 - 90 4,5 - 7,1 C
90 - 140 7,1 - 11,0 C
sobre140 sobre 11,0 D D
grupo 2.
Desplazamiento
RMS Velocidad RMS Tipo de soporte
µm mm/s Rígido Flexible
22 -37 1,4 - 2,3 B
37 - 45 2,3 - 2,8 B
45 - 71 2,8 - 4,5 C
71 - 113 4,5 - 7,1 C
sobre 113 sobre 7,1 D D

grupo 3.
Desplazamiento
18 - 28 2,3 - 3,5 B
28 - 36 3,5 - 4,5 B
36 - 56 4,5 - 7,1 C
56 - 90 7,1 - 11,0 C
grupo 4.
Desplazamiento
11 -18 1,4 - 2,3 B
18 - 22 2,3 - 2,8 B
22 - 36 2,8 - 4,5 C
36 - 56 4,5 - 7,1 C

2.4.3 Configuración de valores de ALARMAS y de PARADAS
2.4.3.1 Configuración de valores de ALARMA
Los valores de ALARMA pueden variar considerablemente, hacia arriba o hacia abajo,
para diferentes máquinas. Los valores elegidos son normalmente configurados relativos
a un valor base (línea base) determinado por la experiencia para la posición o dirección
de la medición para esa máquina en particular.
Se recomienda que el valor de ALARMA sea configurado sobre la línea base en una
cantidad igual al 25% del límite superior para la zona B. Si la línea base es baja, la
ALARMA puede estar bajo la zona C.
Donde no esté establecida una línea base (por ejemplo con una máquina nueva) la
configuración inicial del valor de ALARMA debería basarse sea en la experiencia con
otras máquinas similares o en relación con valores de aceptación acordados. Después
de un período de tiempo, se podrá establecer un valor para la línea base en estado
estacionario y la configuración del valor ALARMA debería ajustarse en concordancia. Se
recomienda que el valor de ALARMA normalmente no sobrepase 1,25 veces el límite
superior de la zona B.
Si la línea base en el funcionamiento estacionario de la máquina cambia (por ejemplo,
después que una máquina ha sido reparada), la configuración del valor de ALARMA
debería revisarse en concordancia.
2.4.3.2 Configuración de valores de PARADA
Los valores de PARADA generalmente se relacionan con la integridad mecánica de la
máquina y es dependiente de sus características específicas de diseño, las cual es han
sido introducida para permitir que la máquina resista fuerzas dinámicas anormales. Los
valores usados deberán, por consiguiente, generalmente ser los mismos para todas las
máquinas de diseño similar y no debería normalmente estar relacionado con el valor de
la línea base en el estado estacionario usado para la configuración de ALARMAS.

Aquí pueden haber diferencias para las máquinas de diferente diseño y no es posible dar
guías claras para valores absolutos de PARADAS En general, el valor de PARADA
estará dentro de la zona C o D, pero es recomendado que el valor de PARADA no
debería exceder 1,25 veces el límite superior de la zona C.
3 ISO 2373: Vibraciones mecánicas de ciertas máquinas rotatorias eléctricas
con altura de eje entre 80 mm y 400 mm. Medición y evaluación de la
severidad vibratoria.
3.1 Introducción
Las vibraciones en las máquinas eléctricas son causadas por:
• Desbalanceamiento en las máquinas rotatorias.
• Ligeras deformaciones de la carcaza de la máquina o de su base, producida por ciertas
atracciones magnéticas entre el estator y el rotor.
• Rodamientos.
• Cargas aerodinámicas y algunos efectos secundarios tales como inestabilidades del
eje en los descansos hidrodinámicos, resistencia pasiva, expansión asimétrica, etc.
3.2 Campo de aplicación
Este estándar internacional se aplica a máquinas de corriente alterna de tres fases y a
máquinas de corriente continua con altura de ejes entre 80 mm y 400 mm.
3.3 Cuantificación de la medición
El criterio adoptado para medir la severidad de la vibración es el valor RMS de la velocidad
vibratoria en milímetros por segundo en el rango de frecuencia de 10 Hz a 1000 Hz. El
máximo valor determinado en los puntos de medición estipulados, es representativo para
evaluar la severidad de la vibración en la máquina.

3.4 Equipo de medición
El equipo debe ser capaz de medir el verdadero valor RMS de la vibración en el rango de
frecuencias de 10 Hz a 1000 Hz con una exactitud de al menos 10 % del valor indicado.
La sensibilidad transversal del transductor de vibración debe ser menor que el 10 % de la
sensibilidad en la dirección normal de la medición.
3.5 Montaje de la máquina
La medición de la vibración esta directamente relacionada con el montaje de la máquina.
Es entonces, en general deseable realizar las mediciones en condiciones de operación y
montajes reales bajo las cuales va a trabajar la máquina. Sin embargo, para estimar la
calidad respecto al balanceamiento y a las vibraciones de las máquinas rotatorias
eléctricas, es necesario medir sobre la máquina sola bajo determinadas condiciones de
ensayo, los cuales permiten realizar ensayos reproducibles y proveer medidas
comparables.
Para asegurar ensayos reproducibles y medidas comparables, la máquina debería ser
instalada en suspensión libre. Esta condición se obtiene suspendiendo la máquina sobre
resortes o monitoreándola sobre soportes elásticos. La frecuencia natural de oscilación del
sistema suspensión-motor en los seis grados de libertad, debería ser menor que un cuarto
de la frecuencia correspondiente a la velocidad de rotación más baja de la máquina bajo
ensayo.
3.6 Condiciones de medición
i. Chaveta: el extremo del eje debería tener una chaveta de tamaño y longitud normal, a
menos que se especifique otra cosa. La chaveta debe ser la misma usada para
balancear el motor.

ii. Puntos de medición: Las mediciones se deben tomar en los descansos en la cercanía
al eje en tres direcciones perpendiculares. La máquina debe operar en la posición que
ocupa bajo funcionamiento normal (horizontal o vertical). Ver Fig. N°4.
iii. Condiciones de operación: Los motores serán alimentados con un voltaje constante y
frecuencia nominal (para corriente alterna) y la medición será a velocidad nominal.
Para máquinas con velocidades criticas o velocidad variable, la medición será a varias
velocidades de operación.
En ausencia de instrucciones contrarias, las mediciones de la velocidad vibratoria
deberían realizarse bajo operación sin carga a la temperatura alcanzada por el motor
después de un periodo suficiente de funcionamiento sin carga.
3.7 Clasificación de las máquinas eléctricas
La clasificación de las máquinas eléctricas y las zonas límites se indican en la tabla N° 6.
Tabla N° 6: Límites recomendados de la severidad de la vibración
Máximo valor RMS de la velocidad vibratoria
para alturas de eje H
Grado de
calidad Velocidad 132H80 ≤≤ 132< 225H≤ 225< 400H≤
rpm mm/s in/s mm/s in/s mm/s in/s
N 600 a 3600 1,8 0,071 2,8 0,11 4,5 0,177
(Normal)
R 600 a 1800 0,71 0,028 1,12 0,044 1,8 0,071
(Reducido) 1800 a 3600 1,12 0,044 1,8 0,071 2,8 0,11
S 600 a 1800 0,45 0,018 0,71 0,028 1,12 0,044
(especial) 1800 a 3600 0,71 0,028 1,12 0,044 1,8 0,071

Notas:
• Si no se llega a un acuerdo entre el comprador y el vendedor, el límite de calidad
recomendado es el grado N para máquinas eléctricas normales.
• Una máquina de una calidad adecuada respecto a esta tabla, puede exhibir, sin
embargo, grandes vibraciones en servicio normal proviniendo de diferentes causas
tales como fundaciones inadecuadas, reacciones de la máquina conducida, etc. En
tales casos se debe realizar verificaciones no sólo sobre la máquina, sino que
también sobre cada elemento de la instalación.
Figura N°4. Puntos de medición

4 EJEMPLOS
4.1 Ejemplo 1.
Con este ejemplo se ilustrarán las definiciones de soportes rígidos y flexibles.
La máquina es una bomba de 6 aspas, con potencia de 80 KW y velocidad de rotación de
1000 cpm tiene su primera frecuencia natural de vibrar vertical soporte/máquina a 5450
cpm. El mayor valor global de las vibraciones se genera en el descanso A-V.
BombaA B
B-H
B-V
A-A
A-H
A-V
BombaA B
B-H
B-V
A-A
A-H
A-V
Fig. Nº5.Mediciones de valores globales de la velocidad de la vibración
Considérense dos situaciones:
A) La principal componente es a 1xRPM, como se indica en fig. 6A.
B) La principal componente es a 6xRPM, como se indica en fig. 6B.
Los espectros vibratorios se muestran a continuación
A)
1000
V rms (mm/s)
6000
0.8
1.2
5450
A-V
1000
V rms (mm/s)
6000
0.8
1.2
5450
1000
V rms (mm/s)
6000
0.8
1.2
5450
A-V
B)
1000 f (cpm)
V rms (mm/s)
6000
0.4
1.6
5450 B-V
1000 f (cpm)
V rms (mm/s)
6000
0.4
1.6
5450
1000 f (cpm)
V rms (mm/s)
6000
0.4
1.6
5450 B-V
Fig. Nº6. Espectros vibratorios de la bomba

La frecuencia marcada en el espectro a 5450 cpm es la primera frecuencia natural de
vibrar vertical máquina/soporte.
− CASO A).
Para la bomba la frecuencia principal de excitación en dirección vertical es a la
frecuencia de rotación y está por debajo de la menor frecuencia natural, en más de un
25%. Por lo tanto, se considera un soporte rígido en la dirección vertical.
− CASO B).
Para la bomba la frecuencia principal de excitación en dirección vertical es la frecuencia
de paso de los alabes y es mayor que la menor frecuencia natural, por lo tanto, se
considera un soporte flexible en la dirección vertical.
4.2 Ejemplo 2.
Se tiene un ventilador de 8 álabes girando a 1000 rpm. Su potencia es de 350kW y está
montado sobre soportes rígidos.
Al medir vibraciones en la caja de los descansos se obtuvo el espectro vibratorio RMS
mostrado en Fig. N°7, correspondiente al descanso y dirección en el que se registro el mayor
valor de la vibración global.
Fig. N°7. Espectro vibratorio de un ventilador de 8 álabes

Las componentes a 1000 rpm y a 8000 rpm corresponden a vibraciones provenientes de la
máquina, que son producto del desbalanceamiento residual y al paso de los álabes
respectivamente. Las otras componentes provienen de otras fuentes. El valor RMS de la
velocidad de la vibración del espectro promediado es el siguiente:
2
6
2
5
2
4
2
3
2
2
2
1 RMSRMSRMSRMSRMSRMSRMS VVVVVVV +++++=
smmVRMS /446.87.12438.35 222222
=+++++=
Sí se usara este valor para evaluar la severidad vibratoria, se obtendría de la Tabla N°1: D =
INACEPTABLE. Sin embargo, el valor RMS de la velocidad de la vibración proveniente de la
máquina es solamente:
2
4
2
1 RMSRMSRMS VVV +=
smmVRMS /403.645 22
=+=
Este es el valor con que se debe evaluar la severidad vibratoria de acuerdo a ISO-2372. Con
este valor se obtiene de la Tabla N°1, que la severidad de la vibración es : C =
INSATISFACTORIA.
Se puede observar una diferencia de 2.043 mm/s entre el valor RMS proveniente de la
máquina y el valor RMS proveniente de la vibración total. Esta diferencia se debe a la
influencia de la vibración proveniente de otras fuentes.

4.3 Ejemplo 3.
Un ventilador de 8 álabes gira a 1200 cpm. La primera frecuencia natural de vibrar de la
máquina/soporte es de 400 Hz. Su potencia es de 40 KW. Las mayores vibraciones se
generan en el descanso A-H cuyo espectro se muestra en Fig. N°8.
Fig. N°8. Espectro de ventilador de 8 álabes, girando a 1200 cpm.
Con la potencia se establece que la máquina pertenece al grupo 2, de acuerdo con la
norma ISO-10816. Las componentes están dentro del rango de frecuencias de 10 a 1000
Hz, por lo tanto, el parámetro para evaluar la severidad vibratoria es el valor RMS de la
velocidad de la vibración. El valor global de la vibración es:
smmVRMS /7.15.18.0 22
=+=
Con este valor y con el tipo de soporte rígido se entra a la Tabla N°3. La máquina está en
la zona B, y se considera ACEPTABLE para operar sin restricción de tiempo.
0.8
1.5

4.4 Ejemplo 4.
Se tiene la misma máquina anterior pero girando a 120 cpm. La mayor vibración que se
obtiene en el descanso A-H tiene el siguiente espectro mostrado en Fig. N°9.
Fig. N°9. Espectro de ventilador girando a 120 cpm.
Con la potencia se establece que la máquina pertenece al grupo 2. Las componentes
están dentro del rango de frecuencias de 2 a 1000 Hz y el parámetro a utilizar para evaluar
la severidad de la vibración puede ser, la velocidad RMS o el desplazamiento RMS. Se
ocupará el que sea más restrictivo.
El valor global de la velocidad RMS, es el siguiente
smmVRMS /7.15.18.0 22
=+= (8)
Para obtener el valor global del desplazamiento RMS, se debe conocer el espectro del
desplazamiento RMS, para ello se debe realizar la siguiente transformación
m
srad
smm
DRMS µ7.63
)/(56.12
)/(8.0
1 ==
(9)
m
srad
smm
DRMS µ9.14
)/(5.100
)/(5.1
2 ==
(10)
En el espectro se tiene (Fig. N°10).
0.8
1.5
0.8
1.5
162

Fig. N°10
El valor global del desplazamiento RMS, es el siguiente
mDRMS µ4.659.147.63 22
=+= (11)
Con el valor global de la velocidad RMS y el tipo de soporte rígido se entra a la tabla N°3.
La máquina esta en la zona B, y se considera ACEPTABLE para operar sin restricción.
Con el valor global del desplazamiento RMS y el tipo de soporte rígido se entra a la tabla
N°3. La máquina esta en la zona C, y se considera INSATISFACTORIA para una
operación continua para un tiempo prolongado.
El valor global del desplazamiento RMS es más restrictivo, por lo tanto, la severidad de la
vibración de la máquina es considerada insatisfactoria para trabajar un tiempo prolongado.
Consultas adicionales dirigirlas a :
Pedro Saavedra G. psaavedr@udec.cl ó
Edgar Estupiñan P. eestupin@udec.cl
Laboratorio de Vibraciones Mecánicas
Departamento de Ingeniería Mecánica
Universidad de Concepción - CHILE
0.8
1.5
14.9
63.7
162

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